CN104913596B - 一种制备压力氧气的空气分离装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制备压力氧气的空气分离装置及方法，该装置包括：空气压缩单元、低压塔、主冷凝蒸发器、高压塔、第一节流阀、中压塔、中压冷凝蒸发器、第二节流阀和液氧泵组。该中压塔将节流的高压富氧液化空分离为中压氮气和中压富氧液化空气；该低压塔将节流的中压富氧液化空气分离为低压液氧和污氮气。本发明实施例通过增加中压塔对上述高压富氧液化空气节流后进行进一步低温精馏，以生成中压富氧液化空气，提高了中压富氧液化空气节流后进入低压塔的低压富氧液化空气的氧浓度，改善了低压塔的精馏条件，进而提高了装置的提取率，同时液氧泵组不断抽取低压液氧，防止了碳氢化合物的积聚，保证了装置的安全可靠。

Description

一种制备压力氧气的空气分离装置及方法

技术领域

本发明涉及空气分离技术领域，具体而言，涉及一种制备压力氧气的空气分离装置及方法。

背景技术

传统使用窑炉的行业，不论燃料是天然气、重油、液化气、焦炉煤气，提供助燃的一定是大自然无偿给予的空气。众所周知，空气的组成是20.95％氧，78.12％氮和0.93％氩，其它组分含量甚微，可以忽略不计。所以在使用空气助燃的时候，起有效成份只有大约20.95％氧气在起作用，超过78％的氮气和其它成分不仅不能产生热量，反而会在燃烧过程中消耗和带走大量的热量。

随着经济的发展，国家对能源和环境保护等方面将更加重视，迫切需要一项新燃烧技术来代替原有的空气助燃技术。而全氧燃烧技术正是符合节能、环保和高熔化质量的有效手段。

所谓全氧燃烧就是以纯氧(纯度从90％-100％)代替空气，经过调压后，以一定的流量送入窑炉，与燃料进行燃烧。采用全氧燃烧技术可以实现节能降耗、减少NOX排放、显著提高玻璃质量，而且可以减少熔窑的建设成本、延长熔窑使用寿命、降低生产成本，是企业节能降耗、提高产品质量、取得良好经济效益的有效措施。因此，首先需要制备压力氧气提供窑炉助燃物，以实现全氧燃烧技术。

相关技术中制备压力氧气的空气分离装置是：先将空气通过热交换器冷却至饱和温度并带有一定含湿，再利用氧、氮的气化温度(沸点)不同，其中在大气压力下，氧的沸点为90K，氮的沸点为77K，利用沸点低的氮相对于氧要容易气化这个特性，在精馏塔内让温度较高的蒸气与温度较低的液体不断相互接触，液体中的氮较多地蒸发，气体中的氧较多地冷凝，使上升蒸气中的含氮量不断提高，下流液体中的含氧量不断增大，以实现将空气中的氧、氮分离，而利用沸点差将液空分离的过程叫精馏过程。上述精馏塔主要由上、下两塔和塔间的冷凝蒸发器组成。

然而，在实现本发明的过程中，发明人发现利用现有技术中的空气分离装置制备压力氧气，制备工艺多为双塔内压缩工艺，存在装置提取率低，能耗较高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种制备压力氧气的空气分离装置及方法，该装置通过采用三塔式内压缩工艺，能够实现直送全氧助燃的功能，并通过其增加中压塔达到提高精馏效率，进而提高装置提取率，以及节能的效果，以解决上述问题。

本发明实施例提供了一种制备压力氧气的空气分离装置，包括：

空气压缩单元、低压塔、主冷凝蒸发器、高压塔、第一节流阀、中压塔、中压冷凝蒸发器、第二节流阀和液氧泵组，

所述空气压缩单元，用于对原料空气进行增压；

所述高压塔，用于采用低温精馏的方式，将经所述空气压缩单元增压的原料空气分离为高压氮气和高压富氧液化空气；

所述主冷凝蒸发器，用于进行所述高压氮气和低压液氧间接换热，以使所述高压氮气液化为高压液氮，并将低压液氧汽化为氧气；

所述第一节流阀，用于将所述高压富氧液化空气节流；

所述中压塔，用于采用低温精馏的方式，将所述节流的高压富氧液化空气分离为中压氮气和中压富氧液化空气；

所述中压冷凝蒸发器，用于将所述中压氮气冷凝液化为中压液氮；

所述第二节流阀，用于将所述中压富氧液化空气节流，以生成低压富氧液化空气；

所述低压塔，用于采用低温精馏的方式，将所述低压富氧液化空气分离为低压液氧和污氮气；

所述液氧泵组，用于对所述低压液氧进行增压，经换热生成预定压强的压力氧气。

优选的，上述空气压缩单元包括：第一空气增压机和第二空气增压机，

所述第一空气增压机，用于将所述原料空气增压以生成低压空气和中压空气；

所述第二空气增压机，用于将所述中压空气增压以生成高压空气。

优选的，上述液氧泵组包括至少2个液氧泵，第一液氧泵包括可调压力液氧泵或固定压力液氧泵，第二液氧泵包括备用液氧泵，用于当所述第一液氧泵不能正常工作时，代替所述第一液氧泵工作。

本发明实施例还提供了一种制备压力氧气的空气分离方法，包括：

将原料空气经过滤、增压、预冷、纯化、换热、节流和第一次低温精馏为高压氮气和高压富氧液化空气，

将所述高压富氧液化空气节流并第二次低温精馏为中压富氧液化空气，

将所述中压富氧液化空气经节流，引入中压冷凝蒸发器，生成低压富氧液化空气，

将所述低压富氧液化空气经第三次低温精馏为低压液氧和污氮气。

对所述低压液氧进行增压，经换热生成预定压强的压力氧气。

本发明实施例提供的一种制备压力氧气的空气分离装置及方法，该装置包括：空气压缩单元、低压塔、主冷凝蒸发器、高压塔、第一节流阀、中压塔、中压冷凝蒸发器、第二节流阀和液氧泵组，该高压塔将经空气压缩单元增压的原料空气分离为高压氮气和高压富氧液化空气；该中压塔采用低温精馏的方式，将节流的高压富氧液化空分离为中压氮气和中压富氧液化空气；该低压塔将节流的中压富氧液化空气分离为低压液氧和污氮气，本发明实施例通过增加中压塔对上述高压富氧液化空气节流后进行进一步低温精馏，以生成中压富氧液化空气，即采用三塔式内压缩工艺，提高了中压富氧液化空气节流后进入低压塔的低压富氧液化空气的氧浓度，改善了低压塔的精馏条件，进而提高了装置的提取率，降低了能量消耗，同时液氧泵组不断抽取低压液氧，防止了碳氢化合物的积聚，保证了装置的安全可靠。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种制备压力氧气的空气分离装置的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的另一种制备压力氧气的空气分离装置的结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种制备压力氧气的空气分离装置的优选实施例的结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的一种制备压力氧气的空气分离方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到深冷法空气分离原理以空气为原料，经过压缩、纯化、用热交换使空气冷却并部分液化，通过低温精馏来获得氮气和氧气，在对原料空气进行压缩及冷却的过程中需要消耗能量很大，且利用现有技术中的空气分离装置制备压力氧气，存在装置提取率低、能耗较高的问题。基于此，本发明实施例提供了一种制备压力氧气的空气分离装置及方法，下面通过实施例进行描述。

本发明实施例提供的一种制备压力氧气的空气分离装置，如图1所示的结构示意图中，包括：空气压缩单元101、低压塔102、主冷凝蒸发器103、高压塔104、第一节流阀105、中压塔106、中压冷凝蒸发器107、第二节流阀108和液氧泵组109，

所述空气压缩单元101，用于采用循环增压的方式，对原料空气进行增压；

所述高压塔104，用于采用低温精馏的方式，将经所述空气压缩单元101增压的原料空气分离为高压氮气和高压富氧液化空气；

所述主冷凝蒸发器103，用于进行所述高压氮气和低压液氧间接换热，以使所述高压氮气液化为高压液氮，并将低压液氧汽化为氧气；

所述第一节流阀105，用于将所述高压富氧液化空气节流；

所述中压塔106，用于采用低温精馏的方式，将所述节流的高压富氧液化空分离为中压氮气和中压富氧液化空气；

所述中压冷凝蒸发器107，用于将所述中压氮气冷凝液化为中压液氮；

所述第二节流阀108，用于将所述中压富氧液化空气节流，以生成低压富氧液化空气；

所述低压塔102，用于采用低温精馏的方式，将所述低压富氧液化空气分离为低压液氧和污氮气；

所述液氧泵组109，用于对所述低压液氧进行增压，经换热生成预定压强的压力氧气。

具体的，上述空气压缩单元101与高压塔104连接，经空气压缩单元101的增压的原料空气的一部分引入高压塔104，在高压塔104中进行低温精馏，分离为高压氮气和高压富氧液化空气，上述高压塔104的塔顶与上述低压塔102的塔底之间设置有主冷凝蒸发器103，该高压氮气上升在主冷凝蒸发器103中与低压液氧间接换热，以使高压氮气冷凝液化为高压液氮，同时将低压液氧部分蒸发汽化，该高压液氮分为二路，其中一路引入高压塔104作为回流液，另外一路被节流后引入低压塔102的塔顶作为回流液；

上述高压富氧液化空气经第一节流阀105后与引入中压塔106，在中压塔106中进行进一步低温精馏，分离为中压氮气和中压富氧液化空气，该中压富氧液化空气经第二节流阀108后变为低压富氧液化空气，并将该低压富氧液化空气引入中压冷凝蒸发器107，该中压氮气上升在中压冷凝蒸发器107中与上述低压富氧液化空气间接换热，以使中压氮气冷凝液化为中压液氮，同时低压富氧液化空气部分蒸发汽化，该中压液氮分为二路，其中一路引入中压塔106作为回流液，另外一路被节流后引入低压塔102的塔顶作为回流液；

上述低压富氧液化空气从中压冷凝蒸发器107中引至低压塔102，在低压塔102中进一步低温精馏，分离为低压液氧和污氮气，该低压液氧流入与低压塔102塔底相连的主冷凝蒸发器103，液氧泵组109将主冷凝蒸发器103中的低压液氧抽出，并将该低压液氧增压至预定压强，然后，被蒸发气化为预定压强的压力氧气。

本发明实施例通过增加中压塔106，该中压塔106对上述高压富氧液化空气节流后进行进一步低温精馏，即利用三塔精馏的方式，与相关技术中的双塔精馏相比，提高了低压塔102分离的低压富氧液化空气的氧浓度，改善了低压塔精馏条件，从而提高了低压塔102的精馏效率，从而提高了装置的提取率，同时由于提高了引入低压塔102的低压富氧液化空气的氧浓度，可以减少主冷凝蒸发器103的换热量，达到降低能量消耗的效果。

考虑到低压塔、中压塔和高压塔的精馏条件不同，在本发明提供的实施例中，如图2所示的结构示意图中上述空气压缩单元101包括：第一空气增压机1011和第二空气增压机1012，

所述第一空气增压机1011，用于将所述原料空气增压以生成低压空气和中压空气；

所述第二空气增压机1012，用于将所述中压空气的一部分增压以生成高压空气。

具体的，本发明提供的实施例中上述第一空气增压机1011分为两段，其中第一空气增压机1011一段将原料空气增压至低压空气，低压空气经预冷、纯化后一部分引入第一空气增压机1011二段增压至中压空气，其中，上述预冷纯化单元在示意图中未画出。第二空气增压机1012可定义为空气循环增压机，通过该空气循环增压机将一部分中压空气增压至高压空气，上述空气压缩单元101生成三种不同压力的空气，将不经过空气循环增压机的中压空气和高压空气的一部分引入高压塔104，也就是说，采用分段及循环增压的方式，生成不同压力的压力空气并有效分配物流，以满足三塔的精馏条件及换热需求，降低了装置的总能量消耗，达到节约能量的效果。

本发明实施例中利用分流的方式对原料空气进行增压，一方面，有效利用压力，即有效配置原料空气增压机的压力和流量，减少总空压机轴功率；另一方面，可以满足不同压力精馏塔的低温精馏工作，通过上述空气压缩单元101可以生成具有不同压力的原料空气，本发明实施例中以高压空气、中压空气和低压空气为例，不同压力的空气由相应的精馏塔进行低温精馏，原料空气经空气压缩单元101增压后引入主换热器111，其中，经主换热器111的低压空气被引入中压塔106，与经节流的上述高压富氧液化空气汇合流入中压塔106；经主换热器111的中压空气被引入高压塔104进行低温精馏；经主换热器111的高压空气通过多通管分为两路，一路经节流后引入高压塔104，另一路经节流后引入低压塔102中部。

需要说明的是，低压塔102、中压塔106和高压塔104可以统称为精馏塔，低压、中压、高压是根据实际操作压力不同而定义的。

考虑到在实际应用过程中，液氧泵可能由于长时间运转，导致不能正常工作的情况，上述液氧泵组109包括至少2个液氧泵，第一液氧泵包括可调压力液氧泵或固定压力液氧泵，第二液氧泵包括备用液氧泵，用于当所述第一液氧泵不能正常工作时，代替所述第一液氧泵工作。

其中，液氧泵可以是可调压力的液氧泵，也可以是固定压力的液氧泵，固定压力液氧泵的压力大小可以根据用户的实际需求进行选择，可调压力液氧泵一般用于需要不同压力氧气的用户，因此，拓宽了该装置的应用范围，满足了不同用户的实际需求；而且一般设置至少两个液氧泵，当其中一个出现事故而导致停止工作时，可以立即启用另一个备用的液氧泵，进而确保该装置仍可以正常工作。由于主冷凝蒸发器103底部随着低压液氧蒸发会有碳氢化合物积聚，易发生爆炸，液氧泵组109从主冷凝蒸发器103中持续抽取低压液氧，防止了碳氢化合物的积聚，保证了装置的安全可靠。

基于上述装置的结构说明，如图3所示为一种制备压力氧气的优选实施例的结构示意图，其具体处理过程为：

空气过滤器201与空气增压机1011一段连接，原料空气经空气过滤器201后，该空气过滤器201将原料空气中的灰尘、杂质等过滤去除，过滤后的空气流入上述空气增压机1011一段，增压至预定的压强，变为低压空气；空气增压机1011一段与空冷塔202连接，空冷塔202与水冷塔203连接，上述空气增压机1011一段流出的低压空气经空冷塔202被预冷至一定温度，被引至并联交替使用的第一分子筛吸附器2041和第二分子筛吸附器2042并将除去该预冷的低压空气中的水分、CO2、C2H2等，以生成低压加工空气；

上述低压加工空气分别与空气增压机1011二段连接和主换热器111连接，上述低压加工空气分为三路，其中一路低压加工空气流入空气增压机1011二段，另二路低压加工空气流入主换热器111，经主换热器111的二路低压加工空气的其中一路在主换热器111中被引出并流入膨胀机112，再将膨胀后的低压空气引入低压塔102，以提供冷量，另一路低压加工空气流入中压塔106。经空气增压机1011二段的一路低压加工空气增压至预定压强，以生成中压空气；

空气增压机1011二段分别与空气循环增压机1012和主换热器111连接，上述中压空气分为二路，其中一路中压空气流入空气循环增压机1012，另一路中压空气流入主换热器111，该经主换热器111的中压空气在主换热器111中与温度较低的污氮气、预定压强的液氧进行换热冷却后流入高压塔104的塔底，上述经空气循环增压机1012的一路中压空气增压至预定压强，以生成高压空气；

空气循环增压机1012与主换热器111连接，上述高压空气经主换热器111后分为二路，其中一路高压空气经节流流入高压塔104的塔底，另一路高压空气依次经过冷器110并节流后引入低压塔102中部。

其中，经主换热器111的中压空气和经主换热器111并节流的高压空气引入高压塔104，在高压塔104中进行低温精馏，分离为高压氮气和高压富氧液化空气，该高压氮气上升在主冷凝蒸发器103中与低压液氧换热冷却液化为高压液氮，该高压液氮分为二路，其中一路引入高压塔104作为回流液，另外一路被节流后引入低压塔102的塔顶作为回流液；

上述高压富氧液化空气经第一节流阀105后与引入中压塔106，在中压塔106中进行进一步低温精馏，分离为中压氮气和中压富氧液化空气，该中压富氧液化空气经第二节流阀108后变为低压富氧液化空气，并将该低压富氧液化空气引入中压冷凝蒸发器107，该中压氮气上升在中压冷凝蒸发器107中与上述低压富氧液化空气换热冷却液化为中压液氮，该中压液氮分为二路，其中一路引入中压塔106作为回流液，另外一路被节流后引入低压塔102的塔顶作为回流液；

上述低压富氧液化空气从中压冷凝蒸发器107中引至低压塔102，在低压塔102中进一步低温精馏，分离为低压液氧和污氮气，该污氮气依次经过冷器110和主换热器111后流入电加热器205作为再生气用，上述低压液氧流至主冷凝蒸发器103，液氧泵组109将主冷凝蒸发器103中抽出的低压液氧增压至预定压强，该预定压强的液氧经主换热器111后生成压力氧气。

其中，在主换热器111中温度较高的低压空气、中压空气、高压空气与温度较低的污氮气、预定压强的液氧进行换热；在过冷器110中高压液氮、高压空气与污氮气进行换热，可以进行冷量回收。

与相关技术相比，本发明实施例提供的制备压力氧气的空气分离装置，通过增加中压塔对高压富氧液化空气进行进一步低温精馏，提高了中压富氧液化空气节流后进入低压塔的低压富氧液化空气的氧浓度，改善了低压塔的精馏条件，从而提高了低压塔的精馏效率并提高了装置的提取率；同时因不断从主冷凝蒸发器抽取液氧，防止了碳氢化合物的积聚，保证了装置的安全可靠。采用分段及循环增压的方式，生成不同压力的压力空气并有效分配物流，以满足三塔的精馏条件及换热需求，降低了装置的总能量消耗，达到节约能量的效果。

通过上述分析可知，本发明实施例中提供的装置通过采用三塔式内压缩工艺，能够实现直送全氧助燃的功能，通过增加中压塔，提高了精馏效率，进而提高了装置提取率，以及达到节能的效果；并且采用分段及循环增压的方式，生成不同压力的压力空气并有效分配物流，降低了装置的总能量消耗，达到进一步节约能量的效果。

本发明实施例还提供了一种制备压力氧气的空气分离方法，如图4所述，该方法主要包括：原料空气的增压、预冷及纯化、膨胀机制冷、空气的三塔精馏、液氧的增压及复热等过程，具体步骤包括：

步骤S401：将原料空气经过滤、增压、预冷、纯化、换热、节流和第一次低温精馏为高压氮气和高压富氧液化空气，

步骤S402：将所述高压富氧液化空气节流并第二次低温精馏为中压富氧液化空气，

步骤S403：将所述中压富氧液化空气经节流，引入中压冷凝蒸发器107，生成低压富氧液化空气，

步骤S404：将所述低压富氧液化空气经第三次低温精馏为低压液氧和污氮气。

步骤S405：对所述低压液氧进行增压，经换热生成预定压强的压力氧气。

具体的，上述方法包括低压空气的循环增压过程，即将经压缩、预冷、纯化的部分原料空气继续增压到中压和高压；

原料空气三塔精馏而分离为产品压力氧气的过程，该过程包括：

首先，将部分冷却后的高压空气节流和中压空气低温精馏而分离为高压氮气和高压富氧液化空气，其中，高压氮气上升至与高压塔104塔顶相连的主冷凝蒸发器103中，高压富氧液化空气下沉至高压塔104塔底，上升至主冷凝蒸发器103中高压氮气被低压液氧液化为高压液氮，引出部分液氮经过冷、节流引入低压塔102作为回流液，其余高压液氮引入高压塔104作为回流液；

其次，将高压塔104塔底的高压富氧液化空气节流后引入中压塔106，分离为中压氮气和中压富氧液化空气，其中，中压氮气上升至与中压塔106塔顶相连的中压冷凝蒸发器107中，中压富氧液化空气下沉至中压塔106塔底，上升至中压冷凝蒸发器107中的中压氮气被节流后的低压富氧液化空气液化，引出部分中压液氮经过冷、节流后引入低压塔102作为回流液，其余中压液氮引入中压塔106作为回流液；

最后，将上述高压液氮、中压液氮经过冷并节流后和低压富氧液化空气引入低压塔102，采用低温精馏的方式，分离为低压液氧和污氮气。部分低压液氧被高压氮气蒸发气化，部分引出至液氧泵组109增压。

上述低压液氧经液体泵组增压后经过主换热器111换热后得到压力氧气。

本发明实施例提供的方法中对上述高压富氧液化空气节流后进行进一步低温精馏，提高了低压塔102分离的低压液化空气的氧浓度，改善了低压塔的精馏条件，从而提高了低压塔102的精馏效率，进而提高装置的提取率，同时液氧泵不断抽取低压液氧，防止了碳氢化合物的积聚，保证了装置的安全可靠。采用分段及循环增压的方式，生成不同压力的压力空气并有效分配物流，以满足三塔的精馏条件及换热需求，降低了装置的总能量消耗，达到节约能量的效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，制备压力氧气的空气分离的方法是依托于上述空气分离的装置实现的，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种制备压力氧气的空气分离装置，其特征在于，包括：空气压缩单元、低压塔、主冷凝蒸发器、高压塔、第一节流阀、中压塔、中压冷凝蒸发器、第二节流阀和液氧泵组；

所述空气压缩单元，用于对原料空气进行增压，所述空气压缩单元包括：第一空气增压机和第二空气增压机；

其中，所述第一空气增压机，用于将所述原料空气增压生成低压空气和中压空气，将所述低压空气分为三路，将第一路所述低压空气生成所述中压空气，将第二路所述低压空气经膨胀后引入所述低压塔，将第三路所述低压空气引入所述中压塔，以及将所述中压空气分为两路，将其中一路所述中压空气引入所述第二空气增压机，将另一路所述中压空气引入所述高压塔；

所述第二空气增压机，用于将其中一路所述中压空气增压生成高压空气，并将节流后的所述高压空气引入所述高压塔；

所述高压塔，用于采用低温精馏的方式，将另一路所述中压空气、节流后的所述高压空气分离为高压氮气和高压富氧液化空气；

所述主冷凝蒸发器，用于进行所述高压氮气和低压液氧间接换热，以使所述高压氮气液化为高压液氮，并将低压液氧汽化为氧气；

所述第一节流阀，用于将所述高压富氧液化空气节流；

所述中压塔，用于采用低温精馏的方式，将第三路所述低压空气、节流后的所述高压富氧液化空气分离为中压氮气和中压富氧液化空气；

所述中压冷凝蒸发器，用于将所述中压氮气冷凝液化为中压液氮；

所述第二节流阀，用于将所述中压富氧液化空气节流，以生成低压富氧液化空气；

所述低压塔，用于采用低温精馏的方式，将所述低压富氧液化空气分离为低压液氧和污氮气；

所述液氧泵组，用于对所述低压液氧进行增压，经换热生成预定压强的压力氧气。

2.根据权利要求1所述的一种制备压力氧气的空气分离装置，其特征在于，

所述液氧泵组包括至少2个液氧泵，第一液氧泵包括可调压力液氧泵或固定压力液氧泵，第二液氧泵包括备用液氧泵，用于当所述第一液氧泵不能正常工作时，代替所述第一液氧泵工作。

3.一种应用权利要求1或2所述的装置制备压力氧气的空气分离方法，其特征在于，包括：

将原料空气经过滤、增压、预冷、纯化、换热、节流和第一次低温精馏为高压氮气和高压富氧液化空气，

将所述高压富氧液化空气节流并第二次低温精馏为中压富氧液化空气，

将所述中压富氧液化空气经节流，引入中压冷凝蒸发器，生成低压富氧液化空气，

将所述低压富氧液化空气经第三次低温精馏为低压液氧和污氮气；

对所述低压液氧进行增压，经换热生成预定压强的压力氧气。