CN101943513B - 降低液体空分能耗的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种降低液体空分能耗的方法，包括如下步骤：一、空气经吸入口吸入，经空气过滤器滤去尘埃和机械杂质；二、经纯化系统净化处理的空气进入主换热器被返流气体冷却到接近液化温度去下塔的底部，进行第一次精馏；三、在下塔底部产生的液空也经过冷器过冷，节流后送入上塔参与精馏；在上塔内,经过再次精馏,得到产品液氧、氮气和污氮气；四、上塔出来的污氮气经过过冷器和主换热器复热到一定温度后进入2号膨胀机组膨胀，2号膨胀机组膨胀后的污氮气经过主换热器复热后分为两股，一股进入循环氮压机入口，另一股经过2号膨胀机组的增压端增压后进入纯化系统作再生气用。

Description

降低液体空分能耗的方法
技术领域：
本发明涉及一种降低液体空分能耗的方法。
背景技术：
随着工业的快速发展，特别是近几年造船业与电子行业的发展，各气体公司都需要生产大量液体，以便于贮存及远程运输。为了占有市场份额，空分制造厂家一直围绕着节省投资成本和节能降耗两个目标进行开发和研究。流程的组织对设备投资、氧提取率和能耗都有很大影响，本专利提出的是一种新型的投资省、能耗低的流程组织，可使常规的全低压循环流程能耗降低5~10%，意义非常重大，值得推广。本发明力求经济效益的最大化和增加投资的最小化，实施简单富有成效，尤其适用于50～100TPD型装置的液体空分。
发明内容：
为了克服上述弊端，本发明提供了一种降低液体空分能耗的方法，在流程组织上进行优化，对少数设备和工艺路线部分改变，不增加投资，但可大大降低能耗，运行成本低且方便检修、维护。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种降低液体空分能耗的方法，其特征在于：包括如下步骤：
一、空气经吸入口吸入，经空气过滤器滤去尘埃和机械杂质，进入空气压缩机进行压缩，压缩后的空气进入用来吸附除去水份和二氧化碳的空气纯化系统，空气纯化系统中的吸附器由两台纯化器组成；两台纯化器采用外绝热双层床结构，当一台运行时，另一台则由来自冷箱中的污氮气通过加热器加热后进行再生；吸附器里面的吸附剂采用13XP分子筛；
二、经纯化系统净化处理的空气进入主换热器被返流气体冷却到接近液化温度去下塔的底部，进行第一次精馏，在下塔中，上升气体与下流液体充分接触，传热传质后，上升气体中氮的浓度逐渐增加；纯氮气进入下塔顶部的主冷凝蒸发器被冷凝，在气氮冷凝的同时，主冷凝蒸发器中的液氧吸收氮气冷凝释放的热量得到汽化；被冷凝的液氮一部分作为下塔的回流液参与精馏，其余经过冷器过冷节流后部分作为液体产品送出塔外，其余送入上塔参与精馏；
三、在下塔底部产生的液空也经过冷器过冷，节流后送入上塔参与精馏；在上塔内,经过再次精馏,得到产品液氧、氮气和污氮气；
四、上塔出来的污氮气经过过冷器和主换热器复热到一定温度后进入2号膨胀机组膨胀，2号膨胀机组膨胀后的污氮气经过主换热器复热后分为两股，一股进入循环氮压机入口，另一股经过2号膨胀机组的增压端增压后进入纯化系统作再生气用；循环氮压机增压后出来的污氮气进1号膨胀机组增压端增压,增压后的污氮气一部分经过主换热器液化到一定温度后送入上塔参与精馏，另一部分进入1号膨胀机组膨胀制冷，膨胀后的污氮气经主换热器复热后进入循环氮压机入口。
优选的，所述纯化器为立式纯化器。
优选的，所述加热器为电加热炉。
优选的，所述膨胀机组为增压透平膨胀机组。
本发明吸附器具有高温性能吸附的分子筛，从而取消了纯化系统前面的预冷机组，简化了流程，节省了成本和降低了能耗；膨胀后的污氮气送入上塔参与精馏，提高了氧的提取率，降低了原料机和循环机的气量，从而降低了能耗。例如一套2400NM3/H的液氧装置，原料空气量可减少300Nm3/h,循环气量可减少300Nm3/h，另预冷机组可取消，总电耗可降低~100KW, 如果以1度电0.6元，1年运行8000小时计算电费年节约100X0.6X8000=480,000元，而新型装置仅比常规装置在上塔设备和分子筛上增加了投资，且增加投资费用很少，总的增加费用不超过十万元，然而原料空压机和循环机气量减少了，预冷机组取消了，投资费用总体也将省下50万。
附图说明：
图1 为本发明的工艺流程图；
图中；AF-空气过滤器 AC-空气压缩机；MS-纯化器；EH-电加热炉；NC-循环氮压机；1ET-1号膨胀机组；2ET-2号膨胀机组；E1-主换热器；C1-下塔；K1-主冷凝蒸发器；C2-上塔；E2-过冷器。
具体实施方式：
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：一种降低液体空分能耗的方法，其特征在于：包括如下步骤：
一、空气经吸入口吸入，经空气过滤器AF滤去尘埃和机械杂质，进入空气压缩机AC进行压缩，压缩后的空气进入用来吸附除去水份和二氧化碳的空气纯化系统，空气纯化系统中的吸附器由两台纯化器MS组成；两台纯化器MS采用外绝热双层床结构，当一台运行时，另一台则由来自冷箱中的污氮气通过加热器加热后进行再生；吸附器里面的吸附剂采用13XP分子筛；
二、经纯化系统净化处理的空气进入主换热器E1被返流气体冷却到接近液化温度去下塔C1的底部，进行第一次精馏，在下塔C1中，上升气体与下流液体充分接触，传热传质后，上升气体中氮的浓度逐渐增加；纯氮气进入下塔C1顶部的主冷凝蒸发器K1被冷凝，在气氮冷凝的同时，主冷凝蒸发器K1中的液氧吸收氮气冷凝释放的热量得到汽化；被冷凝的液氮一部分作为下塔C1的回流液参与精馏，其余经过冷器过冷节流后部分作为液体产品送出塔外，其余送入上塔C2参与精馏；
三、在下塔C1底部产生的液空也经过冷器E2过冷，节流后送入上塔C2参与精馏；在上塔C2内,经过再次精馏,得到产品液氧、氮气和污氮气；
四、上塔C2出来的污氮气经过过冷器E2和主换热器E1复热到一定温度后进入2号膨胀机组2ET膨胀，2号膨胀机组膨胀后的污氮气经过主换热器E1复热后分为两股，一股进入循环氮压机NC入口，另一股经过2号膨胀机组2ET的增压端增压后进入纯化系统作再生气用；循环氮压机NC增压后出来的污氮气进1号膨胀机组1ET增压端增压,增压后的污氮气一部分经过主换热器E1液化到一定温度后送入上塔C2参与精馏，另一部分进入1号膨胀机组1ET膨胀制冷，膨胀后的污氮气经主换热器E1复热后进入循环氮压机NC入口。
所述纯化器MS为立式纯化器。所述加热器为电加热炉EH。所述膨胀机组为增压透平膨胀机组。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种降低液体空分能耗的方法，其特征在于：包括如下步骤：
一、空气经吸入口吸入，经空气过滤器滤去尘埃和机械杂质，进入空气压缩机进行压缩，压缩后的空气进入用来吸附除去水份和二氧化碳的空气纯化系统，空气纯化系统中的吸附器由两台纯化器组成；两台纯化器采用外绝热双层床结构，当一台运行时，另一台则由来自冷箱中的污氮气通过加热器加热后进行再生；吸附器里面的吸附剂采用13XP分子筛；
二、经纯化系统净化处理的空气进入主换热器被返流气体冷却到接近液化温度去下塔的底部，进行第一次精馏，在下塔中，上升气体与下流液体充分接触，传热传质后，上升气体中氮的浓度逐渐增加；纯氮气进入下塔顶部的主冷凝蒸发器被冷凝，在气氮冷凝的同时，主冷凝蒸发器中的液氧吸收氮气冷凝释放的热量得到汽化；被冷凝的液氮一部分作为下塔的回流液参与精馏，其余经过冷器过冷节流后部分作为液体产品送出塔外，其余送入上塔参与精馏；
三、在下塔底部产生的液空也经过冷器过冷，节流后送入上塔参与精馏；在上塔内,经过再次精馏,得到产品液氧、氮气和污氮气；
四、上塔出来的污氮气经过过冷器和主换热器复热到一定温度后进入2号膨胀机组膨胀，2号膨胀机组膨胀后的污氮气经过主换热器复热后分为两股，一股进入循环氮压机入口，另一股经过2号膨胀机组的增压端增压后进入纯化系统作再生气用；循环氮压机增压后出来的污氮气进1号膨胀机组增压端增压,增压后的污氮气一部分经过主换热器液化到一定温度后送入上塔参与精馏，另一部分进入1号膨胀机组膨胀制冷，膨胀后的污氮气经主换热器复热后进入循环氮压机入口。
2.根据权利要求1所述的降低液体空分能耗的方法，其特征在于：所述纯化器为立式纯化器。
3.根据权利要求1所述的降低液体空分能耗的方法，其特征在于：所述加热器为电加热炉。
4.根据权利要求1所述的降低液体空分能耗的方法，其特征在于：所述膨胀机组为增压透平膨胀机组。
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