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化工热力学论文.doc空气分离…-热力学第二定律在空分中的应用刘春颖(宁夏工业职业学院化工系,宁夏银川750021)摘要:摘要:热力学第二定律作为判定与热现象有关的物理过程进行方向的定律,本文分析了热力学第二定律的涵义以及意义,并阐述了它在在空分中的应用。关键字:空分制冷关键字: ,它们分别以分子状态存在,均匀地混合在一起,通常要将它们分离出来比较困难,冃前丁业上主耍有3种实现空气分离方法:吸附法、膜分离法和深冷法(也称低温法)。深冷法是忖前工业上应用最广泛的空气分离方法。其基本过程是先将混合物空气通过压缩、膨胀和降温,直至空气液化,然后利用氧、氮汽化温度(沸点)的不同进行精镭分离。流程可分为:空气过滤系统、空气压缩机系统、空气预冷系统、空气净化系统、空气压缩膨胀制冷系统、空气分离系统。其中空气压缩膨胀制冷系统对整个空气分离过程来说至关重要。制冷按照制冷温度大小,分为三类:普通制冷:t>—120°C;深度制冷:一120°C>t>-253°C;超低温制冷:t<-253°Co空气的液化技术属于深度制冷。工业制冷主耍方法Z—为气体膨胀制冷:将高压气体做绝热膨胀,使其压力、温度下降,利用降温后的气体来吸取被冷却物体的热量从而制冷。 :不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。获得低温必须消耗能量。逆卡诺循环:它由两个等温过程和两个绝热过程组成。假设低温热源(即被冷却物体)的温度为T0,高温热源(即环境介质)的温度为Tk,则工质的温度在吸热过程中为T0,在放热过程中为Tk,就是说在吸热和放热过程中工质与冷源及高温热源之间没有温差,即传热是在等温下进行的,压缩和膨胀过程是在没有任何损失情况F进行的。其循环过程为:首先工质在TO下从冷源(即被冷却物体)吸取热量qO,并进行等温膨胀4-1,然后通过绝热压缩1・2,使其温度由TO升高至环境介质的温度Tk,再在Tk下进行等温压缩2-3,并向环境介质(即高温热源)放出热量qk,最后再进行绝热膨胀3-4,使其温度出Tk降至TO即使工质回到初始状态4,从而完成一个循环。对于逆卡诺循环来说,由图可知:qO=TO(S1-S4)qk=Tk(S2-S3)=Tk(S1-S4)wO=qk-qO=Tk(S1-S4)-T0(S1-S4)=(Tk-T0)(S1-S4)由上式可见,逆卡诺循环的制冷系数与工质的性质无关,只取决于冷源(即被冷却物体)的温度TO和热源(即环境介质)的温度Tk;降低Tk,提高TO,均可提高制冷系数。由热力学第二定律还可以证明:“在给定的冷源和热源温度范I韦I内工作的逆循环,以逆卡诺循环的制冷系数为最高覽任何实际制冷循环的制冷系数都小于逆卡诺循环的制冷系数。总上所述,理想制冷循环应为逆卡诺循环。而实际上逆卡诺循环是无法实现的,但它可以用作评价实际制冷循环完善程度的指标。通常将丁作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数s与逆卡诺循环制冷系数£kZ比,称为该制冷机循环的热力完善度,用符号n表示。即:耳=⑴空气净化:空气净化:①过滤及压缩:过滤及压缩:原料空气自吸入口吸入,经自洁式空气过滤器,除去灰尘及其它机械杂质,,空气口下而上穿过空气冷却塔,在冷却