答:液氮过冷器利用上塔引出的低温气氮来冷却从下塔引出的液氮,以减少液氮节流进入上塔时的气化率。
为什么气氮的温度反而会比液氮温度低呢?这是因为对同一种物质来说,相变温度(饱和温度)与压力有关。压力越低,对应的饱和温度也越低(见图8)。在上塔顶部,处于气氮和液氮共存的饱和状态,二者具有相同的饱和温度。氮气出上塔的绝对压力在0.13MPa左右,对应的饱和温度为-193℃,出塔的氮饱和蒸气的温度也为该温度。而下塔顶部的绝对压力为0.55MPa左右,对应的氮饱和温度为-177℃左右。抽出的饱和液氮也为该温度。该液氮的温度要比上塔气氮的温度高16℃左右,因此,两股流体在流经液氮过冷器时,经过热交换,液氮放出热而被冷却成过冷液体,气氮因吸热而成为过热蒸气。