CN101482336A - 用于空气分离的压缩节流制冷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于空气分离的压缩节流制冷方法，该方法采用多组分气体组成混合制冷剂，将该混合制冷剂经过气体压缩机压缩后进入冷却器冷却，再通过换热器进行换热，然后经节流阀减压降温产生冷量，使空气或其他气体全部或部分液化，再返回换热器继续换热，复热后返回气体压缩机进行循环制冷。与现有技术相比，本发明具有方法简单，装置小，制冷效果好、能耗低、节能效果好，维护简单等特点。
Description
技术领域
本发明涉及空气分离的制冷方法，具体涉及一种用于空气分离的压缩节流制冷方法。
背景技术
目前，空气分离设备通常采用膨胀机制冷，主要是利用有一定压力的气体在膨胀机内进行绝热膨胀对外做功而消耗气体本身的内能，从而使气体自身强烈地冷却而达到制冷的目的。主要是通过增加膨胀机长度来加大降温幅度，比如：50吨/天以下液体设备能耗一般在1.1～1.5kWh/Nm3，由于不能无限地通过增加膨胀机数量来降低主换热器温差来使设备能耗降低，故采用膨胀机制冷法无法进一步降低设备能耗，而且结构复杂，操作维护困难。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足之处而提供的一种制冷效果好、能耗低、节能效果好，维护简单的用于空气分离的压缩节流制冷方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：用于空气分离的压缩节流制冷方法，其特征在于，该方法采用多组分气体组成混合制冷剂，将该混合制冷剂经过气体压缩机压缩后进入冷却器冷却，再通过换热器进行换热，然后进入节流阀降温，再返回换热器继续换热，最后返回气体压缩机进行循环制冷。
所述的换热器与精馏塔置于同一冷箱中，换热器通过混合制冷剂循环制冷，将冷箱中的设备及介质温度降低，并维持温度恒定。
所述的混合制冷剂由沸点不同的多种气体的混合物组成。
所述的多种气体包括甲烷、丙烷、乙烯、戊烯和氮气。
所述的深冷法分离空气以制取氧气、氮气、氩气、液氧或液氮。
与现有技术相比，本发明利用甲烷、丙烷、乙烯、戊烯和氮气等多组分气体组成混合制冷剂，通过压缩节流获取冷量，使空气液化后分离制取氧气、氮气、氩气、液氧和液氮等产品。简化了传统的液体空分流程，可使200吨/天以下设备能耗降至1kWh/Nm3以下，50吨/天以下设备能耗降低20％以上，装置越小，节能效果越明显。本发明方法简单，装置小，冷效果好、能耗低、节能效果好，维护简单。
附图说明
图1为本发明的示意图。
具体实施方式
以下是结合附图按照本发明技术方案所作的实施例，用以进一步解释本发明。
实施例1
如图1所示，用于空气分离的压缩节流制冷方法，将空气分离精馏塔1和换热器2置于同一冷箱3中，利用甲烷、丙烷、乙烯、戊烯和氮气等沸点不同的多组分气体组成混合制冷剂，其组分摩尔分率大致为(甲烷：丙烷：乙烯：戊烯：氮气＝0.2685：0.1513：0.1014：0.1738：0.3049)，为了获得最佳的制冷效果，气体压缩机压缩后的压力不同制冷剂组分摩尔分率比例将略有调整，将该混合制冷剂(206)流量2760NM3/h，压力0.041MPa，温度36℃，经过气体压缩机4压缩至1.6MPa后(204)，温度上升至112.4℃进入冷却器5冷却204至40℃，再通过管道导入冷箱3中，在换热器2进行换热冷却至(202)-172℃，然后进入节流阀6节流至(203)0.06MPa，温度降至-188.39℃，再返回换热器2继续换热，最后导出冷箱3温度回复至36℃(206)返回气体压缩机4进行循环制冷。
待分离的空气(101)流量2160NM3/h，0.58MPa经主换热器2被返流的混合制冷剂(203)冷却至(102)-172℃，经节流后(103)进入精馏塔1，空气在精馏塔下塔(C1)中被分率成液氮(104)和富氧液空(106)，富氧液空(106)经过冷器(E2)过冷后(107)节流进入上塔(C2)，下塔(C1)顶部经冷凝蒸发器(K1)的液氮(104)经过冷器(E2)过冷后节流进入上塔(C2)作为上塔的回流液，抽取200NM3/h，过冷后的液氮(105)作为液体产品输出；液氮及富氧液空在上塔(C2)中分离成氧气、液氧、氮气及污氮，从上塔釜抽取(108)350NM3/h液氧作为液体产品输出，本实施例可以制取部分氧气(O2)、带压力的氮气(PN)，亦可仅制取一种或二种液体产品，上塔(C2)可抽取部分氩馏分进入氩塔分离制取液氩产品。表一是该实施例的具体参数，该示例只是说明性的而非限定性的，表一中的流体位号对应于图一中的标记。
Claims (5)
1.本发明涉及用于空气分离的压缩节流制冷方法，该方法采用多组分气体组成混合制冷剂，将该混合制冷剂经过气体压缩机压缩后进入冷却器冷却，再通过换热器进行换热，然后经节流阀减压降温产生冷量，使空气或其他气体全部或部分液化，再返回换热器继续换热，复热后返回气体压缩机进行循环制冷。
2.根据权利要求1所述的用于空气分离的压缩节流制冷方法，其特征在于，所述的换热器与精馏塔置于同一冷箱中，换热器通过混合制冷剂循环制冷，将空气或其他气体全部或部分液化，并提供设备跑冷损失，以维持分馏塔正常运行。
3.根据权利要求1所述的用于空气分离的压缩节流制冷方法，其特征在于，所述的混合制冷剂由沸点不同的多种气体的混合物组成。
4.根据权利要求3所述的用于空气分离的压缩节流制冷方法，其特征在于，所述的多种气体包括甲烷、丙烷、乙烯、戊烯和氮气。
5.根据权利要求2所述的用于空气分离的压缩节流制冷方法，其特征在于，所述的深冷法分离空气以制取氧气、氮气、氩气、液氧或液氮。
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| CN108731378A (zh) * | 2017-04-19 | 2018-11-02 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统和该氮气制造方法 |
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2008
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