CN105546934B - 一种空气液化装置及其能量转换贮存和利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气液化装置，它包括原料空气压缩单元（1）、空气净化单元（2）、空气液化单元（3）和液体贮存单元（4），原料空气压缩单元（1）包括空气过滤器（11）和空气压缩机（12），空气过滤器（11）与空气压缩机（12）连接，且空气压缩机（12）与空气净化单元（2）连接，空气液化单元（3）包括增压单元、制冷单元和液化单元，增压单元与制冷单元连接，制冷单元与液化单元连接，液化单元与液体贮存单元（4）连接，它还公开了空气液化装置的能量转换贮存以及空气液化装置的能量利用方法。本发明的有益效果是：它能够实现不同的冷热能量的利用和回收，达到能量的最大利用率，还可利用能量发电，缓解用电高峰。

Description

一种空气液化装置及其能量转换贮存和利用方法
技术领域
本发明涉及能量循环利用技术领域中的液空装置工艺，特别是一种空气液化装置及其能量转换贮存和利用方法。
背景技术
作为电能贮存的一种方式之一，在非用电高峰期，利用电生产低温液体（液空、液氮等），并进行贮存，从而能量得以贮存，在用电高峰时，使用低温液体增压、汽化、升温后发电，以利用低温液体所贮存的能量。
对于低温液体的生产有不同的工艺方式，而对于此用途的低温液体生产装置，必须与配套的低温冷能利用装置匹配，以综合利用各级能量，使能量贮存和利用系统整体效能最大化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种空气液化装置及其能量转换贮存和利用方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种空气液化装置，它包括原料空气压缩单元、空气净化单元、空气液化单元和液体贮存单元，所述的原料空气压缩单元包括空气过滤器和空气压缩机，空气过滤器与空气压缩机连接，且空气压缩机与空气净化单元连接，所述的空气液化单元包括增压单元、制冷单元和液化单元，所述的增压单元与制冷单元连接，制冷单元与液化单元连接，所述的液化单元与液体贮存单元连接。
优选的，所述的增压单元为循环空气增压机，制冷单元为增压膨胀机，液化单元为冷却箱，所述的冷却箱内设置有一换热器和气液分离罐，所述的增压膨胀机的增压端设置有一增压管道，增压管道穿过换热器并与气液分离罐连接，气液分离罐分离出来的液体进入到液体贮存单元储存，位于换热器内的增压管道上还设置有一分支管道，分支管道与增压膨胀机的膨胀端连接，且增压膨胀机的膨胀端设置有一回气管，回气管穿过换热器并与循环空气增压机的入口连接。
优选的，所述的气液分离罐上设置有一再生管，再生管穿过换热器与空气净化单元连接。
优选的，所述的冷却箱内还设置有一液体膨胀机，所述的增压管道与液体膨胀机连接，且液体膨胀机与气液分离罐连接。
优选的，所述的增压单元为循环空气增压机，制冷单元为增压膨胀机、液化单元为冷却箱，所述的冷却箱包括换热器和过冷器，所述的增压膨胀机的增压端设置有一增压管道，增压管道穿过换热器并与过冷器连接，过冷器通过液空管道与液体贮存单元连接，位于换热器内的增压管道上还设置有一分支管道，分支管道与增压膨胀机的膨胀端连接，且增压膨胀机的膨胀端设置有一回气管，回气管穿过换热器并与循环空气增压机的入口连接，在液空管道上设置有过冷冷源管，过冷冷源管依次穿过过冷器和换热器并与空气净化单元连接。
优选的，所述的原料空气压缩单元、空气净化单元、增压单元上均设置有热能回收储存单元，在冷却箱上设置有冷能回收储存单元，且液体贮存单元上设置有液体汽化管道，液体汽化管道依次通过冷能回收储存单元、热能回收储存单元并与发电装置连接。
一种空气液化装置的能量转换贮存方法，它包括以下步骤：
S1：空气过滤压缩，空气进入空气过滤器过滤，过滤后的空气进入空气压缩机压缩，且压缩后的空气压力为0.8MPa~1.2MPa，且热能通过热能回收储存单元回收，热能回收后，使得空气温度为15℃~17℃；
S2：空气净化，从S1中流出的空气进入到空气净化单元中，空气净化单元将空气进行净化；
S3：空气循环压缩，将S2中的空气与从冷却箱内的空气混合后进入到循环空气压缩机，循环空气压缩机将空气压力压缩到4.8MPa~5.2MPa，空气压缩后，热能通过热能回收储存单元回收，热能回收后，使得空气温度为19℃~21℃；
S4：空气增压，从S3中循环空气压缩机出来的空气经过增压膨胀机的增压端增压，增压后的空气压力为6.3MPa~6.7MPa，经过热能回收后，增压空气进入到冷却箱；
S5：空气冷却液化，S4中的增压空气与冷却箱内的换热器进行换热冷却，在换热器内的部分增压空气进入到增压膨胀机的膨胀端，该部分增压空气的温度为-80℃~-84℃，经过膨胀过后的增压空气再次进入到换热器内，经过换热器复热后，该部分空气则进入S3步骤，而另一部份增压空气换热后被液化，液空经节流阀节流后进入到气液分离罐，气液分离罐将液空送入到液体贮存单元贮存，贮存压力为0.8MPa~1.2MPa，贮存温度为-165℃~-169℃，且将冷却箱内的冷能通过冷能回收储存单元储存；
S6：液空再生，S5中气液分离罐内的气体部分则再次进入到换热器中，复热后，进入空气净化单元作为再生气。
优选的，所述的S5步骤中，被液化的增压空气进入液体膨胀机，然后再进入到气液分离罐，气液分离罐将液空送入到液体贮存单元贮存，贮存压力为0.8MPa~1.2MPa，贮存温度为-165℃~-169℃。
优选的，所述的S5步骤中，被液化的增压空气进入过冷器，液空经过过冷器后，一部分过冷液送出冷却箱进入到液体贮存单元贮存，贮存压力为0.8MPa~1.2MPa，贮存温度为-165℃~-169℃，另一部分作为过冷冷源，返回到过冷器，并通过换热器复热后，进入到空气净化单元作为再生气。
一种空气液化装置的能量利用方法，所述的液体贮存单元内的液空经过冷能回收储存单元汽化、热能回收储存单元增压复热后，进入到发电装置发电。
本发明具有以下优点：本发明根据分布式发电系统的间隙运行特点，采用不同的液空生产工艺以及不同的操作压力等级，能够实现不同的冷热能量的利用和回收，达到能量的最大利用率，同时还可对液空进行增压、汽化、复热后，送入发电装置发电，能够缓解用电紧缺，为用电高峰时期，提供电能保障。
附图说明
图1 为本发明的流程方框图；
图2 为实施例一的流程结构图；
图3 为实施例二的流程结构图；
图4 为实施例三的流程结构图；
图中，1-空气压缩单元，2-空气净化单元，3-空气液化单元，4-液体贮存单元，5-热能回收储存单元，6-冷能回收储存单元，7-发电装置，11-空气过滤器，12-空气压缩机，31-循环空气增压机，32-增压膨胀机，33-冷却箱，34-换热器，35-气液分离罐，36-液体膨胀机，37-过冷器，38-过冷冷源管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
实施例一：
如图1和图2所示，它包括原料空气压缩单元1、空气净化单元2、空气液化单元3和液体贮存单元4，所述的原料空气压缩单元1包括空气过滤器11和空气压缩机12，空气过滤器11与空气压缩机12连接，且空气压缩机12与空气净化单元2连接，所述的空气液化单元3包括增压单元、制冷单元和液化单元，所述的增压单元与制冷单元连接，制冷单元与液化单元连接，所述的液化单元与液体贮存单元4连接。
在本实施例中，所述的增压单元为循环空气增压机31，制冷单元为增压膨胀机32，液化单元为冷却箱33，所述的冷却箱33内设置有一换热器34和气液分离罐35，所述的增压膨胀机32的增压端设置有一增压管道，增压管道穿过换热器34并与气液分离罐35连接，气液分离罐35分离出来的液体进入到液体贮存单元4储存，位于换热器34内的增压管道上还设置有一分支管道，分支管道与增压膨胀机32的膨胀端连接，且增压膨胀机32的膨胀端设置有一回气管，回气管穿过换热器34并与循环空气增压机31的入口连接。
在本实施例中，所述的气液分离罐35上设置有一再生管，再生管穿过换热器34与空气净化单元3连接。
在该实施例中，空气液化装置能量转换贮存方法如下：它包括以下步骤，
S1：空气过滤压缩，空气进入空气过滤器11过滤，过滤后的空气进入空气压缩机12压缩，且压缩后的空气压力为0.8MPa，且热能通过热能回收储存单元5回收，热能回收后，使得空气温度为15℃；
S2：空气净化，从S1中流出的空气进入到空气净化单元2中，空气净化单元2将空气进行净化；
S3：空气循环压缩，将S2中的空气与从冷却箱33内的空气混合后进入到循环空气压缩机31，循环空气压缩机31将空气压力压缩到4.8MPa，空气压缩后，热能通过热能回收储存单元5回收，热能回收后，使得空气温度为19℃；
S4：空气增压，从S3中循环空气压缩机31出来的空气经过增压膨胀机32的增压端增压，增压后的空气压力为6.3MPa，经过热能回收后，增压空气进入到冷却箱33；
S5：空气冷却液化，S4中的增压空气与冷却箱33内的换热器34进行换热冷却，在换热器34内的部分增压空气进入到增压膨胀机32的膨胀端，该部分增压空气的温度为-80℃，经过膨胀过后的增压空气再次进入到换热器34内，经过换热器34复热后，该部分空气则进入S3步骤，而另一部份增压空气换热后被液化，液空经节流阀节流后进入到气液分离罐35，气液分离罐35将液空送入到液体贮存单元4贮存，贮存压力为0.8MPa，贮存温度为-165℃，且将冷却箱33内的冷能通过冷能回收储存单元6储存；
S6：液空再生，S5中气液分离罐35内的气体部分则再次进入到换热器34中，复热后，进入空气净化单元2作为再生气。
实施例二：
本实施例与实施例一的结构相同，不同点为空气液化装置能量转换贮存方法的工艺参数不同，而在本实施例中，空气液化装置能量转换贮存方法如下：它包括以下步骤，
S1：空气过滤压缩，空气进入空气过滤器11过滤，过滤后的空气进入空气压缩机12压缩，且压缩后的空气压力为1.2MPa，且热能通过热能回收储存单元5回收，热能回收后，使得空气温度为17℃；
S2：空气净化，从S1中流出的空气进入到空气净化单元2中，空气净化单元2将空气进行净化；
S3：空气循环压缩，将S2中的空气与从冷却箱33内的空气混合后进入到循环空气压缩机31，循环空气压缩机31将空气压力压缩到5.2MPa，空气压缩后，热能通过热能回收储存单元5回收，热能回收后，使得空气温度为21℃；
S4：空气增压，从S3中循环空气压缩机31出来的空气经过增压膨胀机32的增压端增压，增压后的空气压力为6.7MPa，经过热能回收后，增压空气进入到冷却箱33；
S5：空气冷却液化，S4中的增压空气与冷却箱33内的换热器34进行换热冷却，在换热器34内的部分增压空气进入到增压膨胀机32的膨胀端，该部分增压空气的温度为-84℃，经过膨胀过后的增压空气再次进入到换热器34内，经过换热器34复热后，该部分空气则进入S3步骤，而另一部份增压空气换热后被液化，液空经节流阀节流后进入到气液分离罐35，气液分离罐35将液空送入到液体贮存单元4贮存，贮存压力为1.2MPa，贮存温度为-169℃，且将冷却箱33内的冷能通过冷能回收储存单元6储存；
S6：液空再生，S5中气液分离罐35内的气体部分则再次进入到换热器34中，复热后，进入空气净化单元2作为再生气；
实施例三：
本实施例与实施例一的结构相同，不同点为空气液化装置能量转换贮存方法的工艺参数不同，而在本实施例中，空气液化装置能量转换贮存方法如下：它包括以下步骤，
S1：空气过滤压缩，空气进入空气过滤器11过滤，过滤后的空气进入空气压缩机12压缩，且压缩后的空气压力为1MPa，且热能通过热能回收储存单元5回收，热能回收后，使得空气温度为16℃；
S2：空气净化，从S1中流出的空气进入到空气净化单元2中，空气净化单元2将空气进行净化；
S3：空气循环压缩，将S2中的空气与从冷却箱33内的空气混合后进入到循环空气压缩机31，循环空气压缩机31将空气压力压缩到5MPa，空气压缩后，热能通过热能回收储存单元5回收，热能回收后，使得空气温度为20℃；
S4：空气增压，从S3中循环空气压缩机31出来的空气经过增压膨胀机32的增压端增压，增压后的空气压力为6.5MPa，经过热能回收后，增压空气进入到冷却箱33；
S5：空气冷却液化，S4中的增压空气与冷却箱33内的换热器34进行换热冷却，在换热器34内的部分增压空气进入到增压膨胀机32的膨胀端，该部分增压空气的温度为-82℃，经过膨胀过后的增压空气再次进入到换热器34内，经过换热器34复热后，该部分空气则进入S3步骤，而另一部份增压空气换热后被液化，液空经节流阀节流后进入到气液分离罐35，气液分离罐35将液空送入到液体贮存单元4贮存，贮存压力为1MPa，贮存温度为-167℃，且将冷却箱33内的冷能通过冷能回收储存单元6储存；
S6：液空再生，S5中气液分离罐35内的气体部分则再次进入到换热器34中，复热后，进入空气净化单元2作为再生气；
在本实施例中，本发明的工作过程如下：13500Nm3/h空气经过空气过滤器11，过滤掉机械杂质后进入空气压缩机12压缩到1.0MPa压力，空气压缩后温度升高，利用储热介质回收热能，经热能回收后，空气温度降低，其温度降至16℃，13500Nm3/h、16℃的空气进入空气净化单元，经过净化后的空气与从低温冷箱来的29000Nm3/h空气混合后，进入循环空气压缩机31，空气压缩到5.0MPa，空气压缩后温度升高，利用储热介质回收热能，经热能回收后，空气温度降低，42500Nm3/h、20℃的空气再进入增压膨胀机32的增压端增压，增压后空气压力为6.5MPa，经热能回收后的增压空气进入冷却箱33，该空气中部分经过换热后，冷却到-82℃，然后通过分支管道进入增压膨胀机32的膨胀端，膨胀降温后，返回到冷却箱，复热后与空气压缩机11来的空气混合进入循环空气压缩机31，进入冷却箱33的其余部分增压空气继续冷却、液化、过冷后经节流阀节流进入气液分离罐35，分离后的10000Nm3/h、1.0MPa、-167℃液体进入液体贮存单元进行储存，分离后的约3000Nm3/h气体返回到换热器34，复热后，进入空气净化单元2作为再生气；
实施例四：
如图1和图3所示，本实施例，与上述实施例一、实施例二、和实施例三相比，其结构基本相同，唯一不同的是，所述的冷却箱33内还设置有一液体膨胀机36，所述的增压管道与液体膨胀机36连接，且液体膨胀机36与气液分离罐35连接，而随之带来的工艺变化为：将液体膨胀机36代替节流阀，即被液化的增压空气进入液体膨胀机36，然后再进入到气液分离罐35。
实施例五：
如图1和图4所示，它包括原料空气压缩单元1、空气净化单元2、空气液化单元3和液体贮存单元4，所述的原料空气压缩单元1包括空气过滤器11和空气压缩机12，空气过滤器11与空气压缩机12连接，且空气压缩机12与空气净化单元2连接，所述的空气液化单元3包括增压单元、制冷单元和液化单元，所述的增压单元与制冷单元连接，制冷单元与液化单元连接，所述的液化单元与液体贮存单元4连接。
在本实施例中，所述的增压单元为循环空气增压机31，制冷单元为增压膨胀机32、液化单元为冷却箱33，所述的冷却箱33包括换热器34和过冷器37，所述的增压膨胀机32的增压端设置有一增压管道，增压管道穿过换热器34并与过冷器37连接，过冷器37通过液空管道与液体贮存单元4连接，位于换热器34内的增压管道上还设置有一分支管道，分支管道与增压膨胀机32的膨胀端连接，且增压膨胀机32的膨胀端设置有一回气管，回气管穿过换热器34并与循环空气增压机31的入口连接，在液空管道上设置有过冷冷源管38，过冷冷源管38依次穿过过冷器37和换热器34并与空气净化单元2连接。
在本实施例中，空气液化装置的能量转换贮存方法，它包括以下步骤：
S1：空气过滤压缩，空气进入空气过滤器11过滤，过滤后的空气进入空气压缩机12压缩，且压缩后的空气压力为1.2MPa，且热能通过热能回收储存单元5回收，热能回收后，使得空气温度为17℃；
S2：空气净化，从S1中流出的空气进入到空气净化单元2中，空气净化单元2将空气进行净化；
S3：空气循环压缩，将S2中的空气与从冷却箱33内的空气混合后进入到循环空气压缩机31，循环空气压缩机31将空气压力压缩到5.2MPa，空气压缩后，热能通过热能回收储存单元5回收，热能回收后，使得空气温度为21℃；
S4：空气增压，从S3中循环空气压缩机31出来的空气经过增压膨胀机32的增压端增压，增压后的空气压力为6.3MPa~6.7MPa，经过热能回收后，增压空气进入到冷却箱33；
S5：空气冷却液化，S4中的增压空气与冷却箱33内的换热器34进行换热冷却，在换热器34内的部分增压空气进入到增压膨胀机32的膨胀端，该部分增压空气的温度为-84℃，经过膨胀过后的增压空气再次进入到换热器34内，经过换热器34复热后，该部分空气则进入S3步骤，而另一部份增压空气换热后被液化，被液化的增压空气进入过冷器37，液空经过过冷器37后，一部分过冷液送出冷却箱33进入到液体贮存单元4贮存，贮存压力为1.2MPa，贮存温度为-169℃，另一部分作为过冷冷源，返回到过冷器37，并通过换热器34复热后，进入到空气净化单元2作为再生气。
实施例六：
本实施例与实施例五结构相同，不同点为空气液化装置能量转换贮存方法的工艺参数不同，而在本实施例中，空气液化装置能量转换贮存方法如下：它包括以下步骤，
S1：空气过滤压缩，空气进入空气过滤器11过滤，过滤后的空气进入空气压缩机12压缩，且压缩后的空气压力为0.8MPa，且热能通过热能回收储存单元5回收，热能回收后，使得空气温度为15℃；
S2：空气净化，从S1中流出的空气进入到空气净化单元2中，空气净化单元2将空气进行净化；
S3：空气循环压缩，将S2中的空气与从冷却箱33内的空气混合后进入到循环空气压缩机31，循环空气压缩机31将空气压力压缩到4.8MPa，空气压缩后，热能通过热能回收储存单元5回收，热能回收后，使得空气温度为19℃；
S4：空气增压，从S3中循环空气压缩机31出来的空气经过增压膨胀机32的增压端增压，增压后的空气压力为6.3MPa，经过热能回收后，增压空气进入到冷却箱33；
S5：空气冷却液化，S4中的增压空气与冷却箱33内的换热器34进行换热冷却，在换热器34内的部分增压空气进入到增压膨胀机32的膨胀端，该部分增压空气的温度为-80℃，经过膨胀过后的增压空气再次进入到换热器34内，经过换热器34复热后，该部分空气则进入S3步骤，而另一部份增压空气换热后被液化，被液化的增压空气进入过冷器37，液空经过过冷器37后，一部分过冷液送出冷却箱33进入到液体贮存单元4贮存，贮存压力为0.8MPa，贮存温度为-165℃，另一部分作为过冷冷源，返回到过冷器37，并通过换热器34复热后，进入到空气净化单元2作为再生气。
实施例七：
本实施例与实施例五结构相同，不同点为空气液化装置能量转换贮存方法的工艺参数不同，而在本实施例中，空气液化装置能量转换贮存方法如下：它包括以下步骤，
S1：空气过滤压缩，空气进入空气过滤器11过滤，过滤后的空气进入空气压缩机12压缩，且压缩后的空气压力为1MPa，且热能通过热能回收储存单元5回收，热能回收后，使得空气温度为16℃；
S2：空气净化，从S1中流出的空气进入到空气净化单元2中，空气净化单元2将空气进行净化；
S3：空气循环压缩，将S2中的空气与从冷却箱33内的空气混合后进入到循环空气压缩机31，循环空气压缩机31将空气压力压缩到5MPa，空气压缩后，热能通过热能回收储存单元5回收，热能回收后，使得空气温度为20℃；
S4：空气增压，从S3中循环空气压缩机31出来的空气经过增压膨胀机32的增压端增压，增压后的空气压力为6.5MPa，经过热能回收后，增压空气进入到冷却箱33；
S5：空气冷却液化，S4中的增压空气与冷却箱33内的换热器34进行换热冷却，在换热器34内的部分增压空气进入到增压膨胀机32的膨胀端，该部分增压空气的温度为-82℃，经过膨胀过后的增压空气再次进入到换热器34内，经过换热器34复热后，该部分空气则进入S3步骤，而另一部份增压空气换热后被液化，被液化的增压空气进入过冷器37，液空经过过冷器37后，一部分过冷液送出冷却箱33进入到液体贮存单元4贮存，贮存压力为1MPa，贮存温度为-167℃，另一部分作为过冷冷源，返回到过冷器37，降低能耗，并通过换热器34复热后，进入到空气净化单元2作为再生气，过冷冷源能够降低换热器34内的温度，加快空气液化效率，并且可降低外界冷能的产生；
实施例八：
如图1~图4所示，在本实施例中，空气液化装置与上述七个实施例的空气液化装置结果相同，在本实施例中，原料空气压缩单元1、空气净化单元2、增压单元上均设置有热能回收储存单元5，在冷却箱33上设置有冷能回收储存单元6，且液体贮存单元4上设置有液体汽化管道，液体汽化管道依次通过冷能回收储存单元6、热能回收储存单元5并与发电装置7连接；在本实施例中，可以对液空进行利用，且利用方法如下：
将液体贮存单元4内的液空经过冷能回收储存单元6汽化、热能回收储存单元5增压复热后，进入到发电装置7，然后高温高压的气体推动发电装置7工作，从而使得发电装置7发电，因此在用电高峰时，使用低温液体经过增压、汽化、升温后可进行发电，增加电能的输出，同时也可对液空生产所贮存的能量进行再次利用，提高能量利用效率。

Claims (4)

1.一种空气液化装置的能量转换贮存方法，该装置包括原料空气压缩单元（1）、空气净化单元（2）、空气液化单元（3）和液体贮存单元（4），所述的原料空气压缩单元（1）包括空气过滤器（11）和空气压缩机（12），空气过滤器（11）与空气压缩机（12）连接，且空气压缩机（12）与空气净化单元（2）连接，所述的空气液化单元（3）包括增压单元、制冷单元和液化单元，所述的增压单元与制冷单元连接，制冷单元与液化单元连接，所述的液化单元与液体贮存单元（4）连接；所述的增压单元为循环空气增压机（31），制冷单元为增压膨胀机（32），液化单元为冷却箱（33），所述的冷却箱（33）内设置有一换热器（34）和气液分离罐（35），所述的增压膨胀机（32）的增压端设置有一增压管道，增压管道穿过换热器（34）并与气液分离罐（35）连接，气液分离罐（35）分离出来的液体进入到液体贮存单元（4）储存，位于换热器（34）内的增压管道上还设置有一分支管道，分支管道与增压膨胀机（32）的膨胀端连接，且增压膨胀机（32）的膨胀端设置有一回气管，回气管穿过换热器（34）并与循环空气增压机（31）的入口连接；所述的气液分离罐（35）上设置有一再生管，再生管穿过换热器（34）与空气净化单元（2）连接；所述的冷却箱（33）内还设置有一液体膨胀机（36），所述的增压管道与液体膨胀机（36）连接，且液体膨胀机（36）与气液分离罐（35）连接；所述的增压单元为循环空气增压机（31），制冷单元为增压膨胀机（32）、液化单元为冷却箱（33），所述的冷却箱（33）包括换热器（34）和过冷器（37），所述的增压膨胀机（32）的增压端设置有一增压管道，增压管道穿过换热器（34）并与过冷器（37）连接，过冷器（37）通过液空管道与液体贮存单元（4）连接，位于换热器（34）内的增压管道上还设置有一分支管道，分支管道与增压膨胀机（32）的膨胀端连接，且增压膨胀机（32）的膨胀端设置有一回气管，回气管穿过换热器（34）并与循环空气增压机（31）的入口连接，在液空管道上设置有过冷冷源管（38），过冷冷源管（38）依次穿过过冷器（37）和换热器（34）并与空气净化单元（2）连接；所述的原料空气压缩单元（1）、空气净化单元（2）、增压单元上均设置有热能回收储存单元（5），在冷却箱（33）上设置有冷能回收储存单元（6），且液体贮存单元（4）上设置有液体汽化管道，液体汽化管道依次通过冷能回收储存单元（6）、热能回收储存单元（5）并与发电装置（7）连接，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1：空气过滤压缩，空气进入空气过滤器（11）过滤，过滤后的空气进入空气压缩机（12）压缩，且压缩后的空气压力为0.8MPa~1.2MPa，且热能通过热能回收储存单元（5）回收，热能回收后，使得空气温度为15℃~17℃；
S2：空气净化，从S1中流出的空气进入到空气净化单元（2）中，空气净化单元（2）将空气进行净化；
S3：空气循环压缩，将S2中的空气与从冷却箱（33）内的空气混合后进入到循环空气增压机（31），循环空气增压机（31）将空气压力压缩到4.8MPa~5.2MPa，空气压缩后，热能通过热能回收储存单元（5）回收，热能回收后，使得空气温度为19℃~21℃；
S4：空气增压，从S3中循环空气增压机（31）出来的空气经过增压膨胀机（32）的增压端增压，增压后的空气压力为6.3MPa~6.7MPa，经过热能回收后，增压空气进入到冷却箱（33）；
S5：空气冷却液化，S4中的增压空气与冷却箱（33）内的换热器（34）进行换热冷却，在换热器（34）内的部分增压空气进入到增压膨胀机（32）的膨胀端，该部分增压空气的温度为-80℃~-84℃，经过膨胀过后的增压空气再次进入到换热器（34）内，经过换热器（34）复热后，该部分空气则进入S3步骤，而另一部份增压空气换热后被液化，液空经节流阀节流后进入到气液分离罐（35），气液分离罐（35）将液空送入到液体贮存单元（4）贮存，贮存压力为0.8MPa~1.2MPa，贮存温度为-165℃~-169℃，且将冷却箱（33）内的冷能通过冷能回收储存单元（6）储存；
S6：液空再生，S5中气液分离罐（35）内的气体部分则再次进入到换热器（34）中，复热后，进入空气净化单元（2）作为再生气。
2.根据权利要求1所述的一种空气液化装置的能量转换贮存方法，其特征在于：所述的S5步骤中，被液化的增压空气进入液体膨胀机（36），然后再进入到气液分离罐（35），气液分离罐（35）将液空送入到液体贮存单元（4）贮存，贮存压力为0.8MPa~1.2MPa，贮存温度为-165℃~-169℃。
3.根据权利要求1所述的一种空气液化装置的能量转换贮存方法，其特征在于：所述的S5步骤中，被液化的增压空气进入过冷器（37），液空经过过冷器（37）后，一部分过冷液送出冷却箱（33）进入到液体贮存单元（4）贮存，贮存压力为0.8MPa~1.2MPa，贮存温度为-165℃~-169℃，另一部分作为过冷冷源，返回到过冷器（37），并通过换热器（34）复热后，进入到空气净化单元（2）作为再生气。
4.根据权利要求1所述的一种空气液化装置的能量转换贮存方法，其特征在于：所述的液体贮存单元（4）内的液空经过冷能回收储存单元（6）汽化、热能回收储存单元（5）增压复热后，进入到发电装置（7）发电。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105937416A (zh) * 2016-06-16 2016-09-14 全球能源互联网研究院 一种余热溴化锂制冷的深冷液态空气储能系统
CN105928321B (zh) * 2016-06-17 2019-07-26 全球能源互联网研究院有限公司 一种增压型深冷液化空气储能系统
CN107421187A (zh) * 2017-08-22 2017-12-01 河南大学 一种远洋捕鱼用液空速冻系统
CN116241795A (zh) * 2023-01-28 2023-06-09 中科富海(杭州)气体工程科技有限公司 一种能够稳定存储液态仪表空气的装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102052256B (zh) * 2009-11-09 2013-12-18 中国科学院工程热物理研究所 超临界空气储能系统
CN102564065A (zh) * 2012-01-15 2012-07-11 罗良宜 节能空气液化分离装置
CN202970911U (zh) * 2012-12-06 2013-06-05 中国科学院工程热物理研究所 一种新型流程的超临界空气储能系统
US9638068B2 (en) * 2013-12-09 2017-05-02 Mada Energie Llc Energy storage and recovery methods, systems, and devices
CN205383845U (zh) * 2016-03-09 2016-07-13 成都深冷液化设备股份有限公司 一种具有能量转换贮存功能的空气液化装置

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