CN114322452A - 冷却器、空气分离系统及相关方法 - Google Patents

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G·克里什纳默蒂
N·U·H·马利克
赵峤
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Air Products and Chemicals Inc
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Abstract

一种冷却器可配置成一种用于气化系统或其他类型系统或设备的冷却器。在一些实施例中，冷却器可配置成利用单个热源，诸如热水形式的低级废热，和/或低压蒸汽，来驱动一个或多个吸收式冷却器，来冷却进入预净化单元(PPU)的一个或多个吸附器的进气。若检测到非期望的杂质尖峰(例如二氧化碳尖峰等)，则可从气化系统撤回额外量的热源以提高冷却级，吸收式冷却器可提供该冷却级以提高杂质去除能力。在一些实施例中，可利用一种自动控制回路。该控制回路可配置成检查杂质浓度并因此调整操作。

Description

冷却器、空气分离系统及相关方法
技术领域
本创新涉及冷却器、吸收式冷却器、空气分离设备、空气分离系统、利用冷却器和/或吸收式冷却器的系统，以及其制造与使用方法。
背景技术
气化为一种将诸如煤、石油、生物燃料、生物资源等的含碳原料转换为诸如合成气体的可燃气体的制程。气化制程的实例可从美国专利第8,980,204号和美国专利申请公开案第2014/0077133号中理解。
合成气体，通常称为合成气，为不同量的一氧化碳(CO)和氢气(H2)的混合物，并具有多种应用。合成气可用于通过直接在燃气轮机、锅炉或往复式发动机中燃烧，通过供给至燃料电池而生成电力，并且/或者废热可用于生成蒸汽，其可经由蒸汽轮机提供额外电力。合成气还可用于产生氢气或液体燃料或化学物、气体燃料、合成天然气和/或一氧化碳，其中一些可在制造其他化学物诸如氨气、塑胶等时用作原材料。
根据所使用的原料，产生的合成气可包括CO、H2、蒸汽(H2O)、氢氰酸(HCN)、二氧化碳(CO2)、氮气(N2)、氧气(O2)、甲烷(CH4)、硫化氢(H2S)、氧硫化碳(COS)、氨气(NH3)、盐酸(HCl)、氩气(Ar)、汞(Hg)、烃类、诸如焦油的重质烃类、包含碳化、灰化和/或不变燃料的颗粒。
合成气可在高温下产生并且首先可以使用干式淬火和用水的湿式淬火来冷却。此步骤还可降低合成气中的颗粒含量。合成气被冷却，并且通常产生热水、蒸汽、或流体的废热流(例如，经由燃烧生成的烟气流等)。经冷却后的合成气因此通常可在多个步骤中被冷却，包括酸性气体(CO2、SO2)去除、汞保护床、COS/H2S去除、HCl、氨气去除等步骤。然后产品合成气通常被发送用于下游处理或用于电力生成。多种热物流可存在于气化区中，诸如涡轮废热、热水、各种压力下的蒸汽(例如，5-12巴下的低压(LP)蒸汽，其为500kPa至1,200kPa；10-20巴下的中压(MP)蒸汽，其为1,000kPa至2,000kPa；以及15-50巴下的高压(HP)蒸汽，其为1,500kPa至5,000kPa)。
冷却器已经结合气化系统一起使用。冷却器的实例可在美国专利第4,907,405号、美国专利申请公开案第2010/0275648号、国际申请公开案第WO 2004/065869号、及中国实用新型第CN 210346385 U中理解到。此类冷却器可具有大功率需求并通常对环境不友好或不可持续使用。
发明内容
气化可为一种高温、高压制程，其可产生少量CO2以及可排出至设备外部大气中的其他气体。在一些情况下，诸如CO2和SO2的酸性气体可能被排放或送去储存，作为副产品出售，或转化为酸作为副产品出售。然而，在维护、不正确操作、净化、非设计工作状态等期间，少量CO2、NO2、烃类及其他杂质可在短时间内被排放至大气。我们已经确定需要一种解决方案来解决由此类排放而产生的问题。
举例而言，我们已经确定，用于气化设备的空气分离单元(ASU)的位置可被选择成足够远离通风管或位于典型风向的上游。然而，当风速或风向改变时，我们确定通风管排气可能会影响ASU进料口周围空气中的CO2的扩散，这可能会影响引入ASU的进料空气中的CO2浓度。由于CO2浓度增大，供给至ASU的进料空气可能具有显着更高的CO2浓度和/或烃负载。我们已经确定在将这些杂质发送至一个或多个冷却器(例如，冷箱)之前可从进料空气有效去除这些杂质，同时仍然会从ASU产生期望量的O2产物。
有时，进料空气中的CO2量范围可为400ppm(正常的)至约800ppm，或至约1500ppm，或约2000ppm，或在短期内大于2000ppm。在极少数情况下，时间段可能从不到1小时到数天不等。我们还已经确定，也可能存在，除CO2尖峰外的可能不利地影响操作的其他类型的杂质浓度尖峰(例如，进料空气中CO含量高于预选阈值，进料空气中的烃含量、进料空气中CO2含量与CO含量的组合，进料空气中CO2含量、CO含量及烃含量的组合高于预选阈值等)。我们已经确定ASU可经更好地设计以有效地为气化系统处理这些杂质"尖峰"。
我们认为解决这个问题的一个解决方案可为，调整通风管的高度或使通风管与ASU朝向相反。然而，此类解决方案仅可以针对短尖峰有效。此外，诸如风向等实际问题可导致到ASU的进入空气的污染。
大多数气化设施趋向大型化并且可能具有高需氧量。此类设施可能需要大型预净化单元(PPU)。有时，可能需要多列PPU。多个列及容器可能增加基建成本、运行成本以及设备的占地面积、布局及复杂性。在高容量下，可以利用的PPU的变温吸附器也必须明显更大。随着它们愈来愈大，基建成本、制造复杂性、货运成本及限制也增加。我们确定改进气化设施的另一个挑战是允许PPU的变温吸附(TSA)容器更小，同时还要考虑到ASU进料中可能发生的杂质含量增加。
我们识别到一些气化设施中的第三个挑战为，可通过吸附器传递以在吸附器中再生吸附材料(例如，通常为废N2)的再生气体(还称为"再生气")可能不容易获得。例如，我们确定废N2通常在进料空气与产物O2及产物N2之间达到平衡。当大多数N2被生产作为产物，或诸如例如在氨气生产中用于生产一种产物时，可用作再生气的废N2可能是不够的。所需的再生气的量可能受需要从ASU的一个或多个吸附器的吸收材料中去除的水量的严重影响。例如，进料空气中的水含量可能会随大气温度升高而增多。可利用废N2的量可能不足以在炎热的环境条件下再生PPU。
我们相信存在一种可以解决我们已经识别到的这些问题中的至少一个的改进气化系统。最优选地，实施例经设计以提供一种解决方案，其以低基建成本、低运行成本、高效率、随大气温度及浓度变化的灵活性、低占地面积及易操作性来解决所有三个挑战，并且值得期待的是，可解决我们认为存在于常规系统中的问题。实施例还可以优选地提供一种可持续发展并对环境友好的解决方案。
我们的冷却器、吸收式冷却系统、设备及空气分离单元的实施例可配置成使用一种热源来解决气化设施中我们已经识别到的一个或多个问题，热源诸如热水形式的低级废热和/或低压蒸汽，其可在设备的气化区中用以帮助驱动一个或多个吸收式冷却器来冷却进入PPU的吸附器的进入空气，其可允许一个或多个吸附器尺寸愈来愈小并减少再生气的需求，因为可能需要解吸附的吸收物更少。若存在CO2尖峰或其他类型的杂质浓度尖峰(例如，NOx尖峰、CO尖峰、轻烃尖峰(例如，甲烷(CH4)尖峰)等)，可从气化系统撤销额外热源以增大吸收式冷却器系统(和/或一个或多个冷却器)的冷却级，以提高杂质去除量，从而解决在设备运行期间可能出现的杂质尖峰。
在一些实施例中，可包括自动控制回路，其可配置成检查进料中的CO2并因此调整进料温度。若一些实施例期望更高的传热效率，则可使用多个冷却步骤(多效冷却器对比单效冷却器)。当需要冷却效果相对较高，诸如超过10℃时，这点尤其有帮助。
我们确定，在更冷的温度下，PPU的吸附器可由于较低含水量及提高的其他杂质的吸附能力，而经定径成更小。例如，我们确定，对于一些实施例，进料温度每下降1℃，可以获得约10％的水负载减少。吸附等温线还可在较低温度下提高。这可以允许重质烃类在将空气供给至PPU之前与水分离，以便在PPU的吸附器中可高效去除其他杂质。这可使得PPU的吸附器中一个或多个变得更小、更高效、占地面积更小，并且设计更简单(例如，使用更少吸附材料层)。
若在进料组成中存在CO2尖峰或其他类型的不期望杂质浓度尖峰，系统的实施例可经设计以增大发送至吸收式冷却器的热源作为经加热的流体(例如，蒸汽、烟气等)的一种或多种物流，以允许来自物流的热量驱动吸收式冷却器运行以冷却进料气体(经由吸收式冷却器的蒸发器直接冷却或通过冷却直接接触式冷却器的冷却介质或供给至不同类型的热交换器的冷却介质来间接冷却)。在一些实施例中，可利用冷却器及吸收式冷却系统来提供改进，直到进料温度接近结冰温度(例如，在约5℃)。冷却系统还可用以解决其他类型的不期望含量浓度尖峰(例如，除了CO2外的杂质或代替CO2的杂质的尖峰)或其他类型的流体特性的尖峰(例如，温度的不期望尖峰等)。在一些实施例中，吸收式冷却器系统和/或冷却器可经设计用于最冷的可能进料温度及最高热源流量。这种配置通常可允许以最小成本提高运行的灵活性。
可提供的冷却程度还可根据进料温度而调整。例如，在夏季中，可使用更多量的冷却，而在冬季中，可能使用更少量的冷却。
PPU的冷进料温度不仅允许PPU的吸附器更小，而且还可降低ASU的机器功率。存在泵及一个或多个吸收式冷却器的热交换器，而不是一个或多个机械冷却器的压缩机(旋转设备)，可以提高吸收式冷却器的可靠性及可用性。
我们确定可以通过使用我们的冷却器、冷却器吸收系统、吸收式冷却系统及其制造及使用方法的实施例来获得意料之外的益处，因为这些实施例可配置成通过平衡可用于气化设备中的热源并将他们转换为冷空气以提供改进效能来解决多个问题，同时还解决运行期间可能出现的进料杂质问题。另外，实施例可配置成使得PPU的吸附器可被设计成单层(例如，仅为分子筛)，其在一些实施例中可完全消除对氧化铝吸附层的需要，因为水可经由至少一个分液筒或其他除水机构从PPU的上游去除，该其他除水机构可位于至少一个吸收式冷却器和/或吸收式冷却系统的下游。烃类或其他杂质还可从PPU的上游去除(例如，还经由分液筒)。我们已经确定，在一些实施例中可提供这些，因为水和烃类可通过PPU的上游及一个或多个吸收式冷却器或吸收式冷却系统的下游的部分冷凝而显着去除。
由于电源为免费的，我们的冷却器、吸收式冷却器和吸收式冷却系统以及设备的实施例可具有极低的电力成本，因此显着降低运行成本并提高可持续性。例如，实施例可配置成使用水作为冷却剂，并因而可比使用含氯氟烃(CFCs)作为冷却剂的机械冷却器对环境更加友好。
我们的冷却系统的一些实施例可配置成为用于设备的空气分离单元(ASU)的吸收式冷却系统。吸收式冷却系统可包括至少一个吸收式冷却器，该吸收式冷却器定位成从设备的气化区接收至少一种工艺物流，所以来自至少一种工艺蒸汽的热量被供给至至少一个吸收式冷却器的至少一个产生器。至少一个吸收式冷却器可定位成进行以下步骤：(i)冷却来自ASU的压缩系统的处于第一压力下的空气，用于将经冷却的空气供给至用于净化空气的预净化单元(PPU)以形成经净化的空气流，从而将经净化的空气流供给至ASU的冷箱，(ii)在将来自PPU的经净化的空气流供给至冷箱之前，冷却经净化的空气流，以及/或者(iii)冷却来自ASU的压缩系统的处于第二压力下的空气，用于将处于第二压力下的经冷却的空气供给至压缩系统以将其进一步压缩至第一压力(第一压力高于第二压力)。
应理解，吸收式冷却系统可经布置及配置成使得，至少一个吸收式冷却器可定位成执行选项(i)-(iii)中的仅一者，选项(i)-(iii)中的仅二者(例如，选项(i)和(ii)、选项(ii)和(iii)或选项(i)和(iii)等)，或所有三项(i)-(iii)。至少一个吸收式冷却器还可定位成在一些实施例中提供其他设备工艺流的额外冷却。
在一些实施例中，至少一个吸收式冷却器的至少一个蒸发器可冷却来源于ASU的压缩系统的处于第一压力下的空气，用于将经冷却的空气供给至PPU，在将来自PPU的经净化的空气流供给至冷箱之前冷却经净化的空气流，以及/或者冷却来自压缩系统的处于第二压力下的空气。
吸收式冷却系统的一些实施例还可包括直接接触式冷却器。直接接触式冷却器可集成在后置冷却器中，或在利用后置冷却器的实施例中可与后置冷却器分离并位于其下游。直接接触式冷却器可定位成从ASU的压缩系统接收处于第一压力下的空气，用于经由冷却介质冷却空气并将经冷却的空气供给至PPU。直接接触式冷却器可连接至至少一个吸收式冷却器，以从吸收式冷却器接收冷却介质，用于冷却处于第一压力下的空气。在一些实施例中，冷却介质可为水或乙二醇。在一些实施例中，PPU可包括至少一个径向吸附器或至少两个径向吸附器。在一些实施例中，直接接触式冷却器冷却介质可包括水，并且吸收式冷却系统还可包括置于冷箱与至少一个吸收式冷却器之间的冷却塔，以在将冷却介质供给至至少一个吸收式冷却器之前冷却该冷却介质。冷却塔可定位成从冷箱接收冷却液体流，以在将冷却介质供给至至少一个吸收式冷却器之前冷却该冷却介质。
吸收式冷却系统可配置成检测空气的杂质浓度。杂质浓度可为例如CO2的浓度、CO的浓度、NOx的浓度、一种或多种轻烃(例如，CH4等)的浓度或不同浓度阈值下的这些杂质的组合。系统的实施例还可配置成使得，至少一个吸收式冷却器包括主要吸收式冷却器和次要吸收式冷却器。在此类实施例中，系统可经布置及配置成，使得以下一者：
(i)吸收式冷却系统配置成使得响应于杂质浓度达到或高于预选阈值，将来自压缩系统的处于第一压力下的空气的第一部分供给至主要吸收式冷却器进行冷却，以及将来自压缩系统的处于第一压力的空气的第二部分供给至次要吸收式冷却器进行冷却，并且
(ii)吸收式冷却系统配置成使得响应于杂质浓度达到或高于预选阈值：将冷却介质的第一部分供给至主要吸收式冷却器以将冷却介质的第一部分冷却至预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，其中冷却介质的第一部分将供给至直接接触式冷却器用于冷却来自压缩系统的处于第一压力下的空气；以及将冷却介质的第二部分供给至次要吸收式冷却器以将冷却介质的第二部分冷却至预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，其中冷却介质的第二部分将供给至直接接触式冷却器用于冷却处于第一压力下的空气。
在其他实施例中，吸收式冷却系统可配置成使得吸收式冷却系统配置成将来自压缩系统的处于第一压力下的空气供给至主要吸收式冷却器用于冷却。在其他实施例中，吸收式冷却系统可配置成使得将冷却介质供给至主要吸收式冷却器以将冷却介质冷却至预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，其中冷却介质将供给至直接接触式冷却器用于冷却来自压缩系统的处于第一压力下的空气。在一些实施例中，直接接触式冷却器可集成于后置冷却器中或位于后置冷却器下游。
还提供一种设备。设备可包括ASU，其具有我们的吸收式冷却系统和气化区的实施例。在设备的一些实施例中，ASU可具有压缩系统、冷箱以及PPU，并且至少一个分液筒位于吸收式冷却系统与冷箱之间。在设备的一些实施例中，来自设备的气化区的至少一种工艺物流还可以加热加热器，用于加热可供给至在运行设备期间PPU的处于关闭状态位置的至少一个吸附器的再生流体，从而加热通过至少一个吸附器的再生流体，从而在至少一个吸附器内再生吸附材料。例如，来自气化区的另一相对热工艺物流的蒸汽可用于加热再生流体。
还提供一种冷却具有气化区的设备的空气分离单元(ASU)中空气的方法。方法的实施例可包括以下步骤：在ASU中定位至少一个吸收式冷却器以从气化区接收至少一种工艺物流，所以来自气化区的至少一种工艺蒸汽的热可供给至至少一个吸收式冷却器的至少一个产生器。至少一个吸收式冷却器可提供冷却以便于：
(i)冷却来自ASU的压缩系统的处于第一压力下的空气，用于将经冷却的空气供给至用于净化空气的预净化单元(PPU)以形成经净化的空气流，从而将经净化的空气流供给至ASU的冷箱，
(ii)在将来自PPU的经净化的空气流供给至冷箱之前，冷却经净化的空气流，以及/或者
(iii)冷却来自ASU的压缩系统的处于第二压力下的空气，用于将处于第二压力下的经冷却的空气供给至压缩系统以将其进一步压缩至第一压力，第一压力高于第二压力。
应理解，经由至少一个吸收式冷却器促进的冷却可包括选项(i)-(iii)中的仅一者，选项(i)-(iii)中的全部三者或这些选项中的仅二者(例如，仅选项(i)-(ii)、仅选项(ii)-(iii)或仅选项(i)及(iii)等)。在又其他实施例中，至少一个吸收式冷却器也可为其他工艺物流提供冷却作用。
在方法的一些实施例中，至少一个吸收式冷却器的至少一个蒸发器可冷却从ASU的压缩系统接受的处于第一压力下的空气，用于将经冷却的空气供给至PPU，在将来自PPU的经净化的空气流供给至冷箱之前冷却经净化的空气流，以及/或者冷却来自压缩系统的处于第二压力下的空气。
应理解，直接接触式冷却器可定位成接收来自ASU的压缩系统的处于第一压力下的空气，用于经由方法的实施例中的冷却介质来冷却空气并将经冷却的空气供给至PPU。直接接触式冷却器可连接至至少一个吸收式冷却器，以从至少一个吸收式冷却器接收冷却介质，用于冷却处于第一压力下的空气。经由至少一个吸收式冷却器提供冷却以便于冷却来自ASU的压缩系统的处于第一压力下的空气，用于将经冷却的空气供给至用于净化空气的PPU以形成经净化的空气流，用于将经净化的空气流供给至ASU的冷箱，上述可包括以下步骤：至少一个吸收式冷却器将冷却介质冷却至预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，用于将处于预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度下的冷却介质供给至直接接触式冷却器。在方法的一些实施例中，直接接触式冷却器可位于置于压缩系统与直接接触式冷却器之间的后置冷却器的下游或可集成于后置冷却器中。
在方法的一些实施例中，至少一个吸收式冷却器可包括主要吸收式冷却器和次要吸收式冷却器。方法还可包括以下步骤：检测达到或高于预选阈值的杂质浓度水平。杂质浓度可为例如CO2的浓度、CO的浓度、NOx的浓度、一种或多种轻烃(例如，CH4等)的浓度或不同浓度阈值下的杂质浓度的组合。方法的实施例还可包括以下步骤中的一者：
(a)响应于确定杂质浓度水平达到或高于预选阈值，调整操作以便将来自压缩系统的处于第一压力下的空气的第一部分供给至主要吸收式冷却器，以及将来自压缩系统的处于第一压力下的空气的第二部分供给至次要吸收式冷却器，以及
(b)响应于确定杂质浓度水平达到或高于预选阈值，调整操作以便：将冷却介质的第一部分供给至主要吸收式冷却器以将冷却介质的第一部分冷却至预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，其中冷却介质的第一部分将供给至直接接触式冷却器用于冷却来自压缩系统的处于第一压力下的空气；以及将冷却介质的第二部分供给至次要吸收式冷却器以将冷却介质的第二部分冷却至预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，其中冷却介质的第二部分将供给至直接接触式冷却器用于冷却来自压缩系统的处于第一压力下的空气。
方法的实施例还可包括其他步骤。例如，方法还可包括以下步骤：利用来自气化区的至少一种工艺物流来加热再生流体，以将经加热的再生流体供给至PPU的处于关闭状态位置的吸附器，从而在PPU的处于关闭状态位置的吸附器内再生吸附材料。在一些实施例中，PPU的关闭态吸附器可为径向吸附器。在一些实施例中，PPU可包括至少一个径向吸附器或至少两个径向吸附器(例如，一个径向吸附器可处于接通状态用于净化，并且第二个径向吸附器可处于关闭状态位置，而另一吸附器处于接通状态位置用于再生关闭状态吸附器的吸附材料)。
我们还提供一种用于设备的空气分离单元(ASU)的冷却系统的实施例。冷却系统可包括第一冷却器和第二冷却器。第一冷却器和第二冷却器可为吸收式冷却器，或者可为其他类型的冷却器(例如，机械冷却器)。第一冷却器可定位成便于进行以下步骤：(i)冷却来自ASU的压缩系统的处于第一压力下的空气，用于将经冷却的空气供给至用于净化空气的预净化单元(PPU)以形成经净化的空气流，从而将经净化的空气流供给至ASU的冷箱，(ii)在将来自PPU的经净化的空气流供给至冷箱之前，冷却经净化的空气流，以及/或者(iii)冷却来自ASU的压缩系统的处于第二压力下的空气，用于将处于第二压力下的经冷却的空气供给至压缩系统以将其进一步压缩至第一压力(第一压力高于第二压力)。冷却系统可包括配置成检测空气的杂质浓度的计算机装置。在一些实施例中，杂质浓度可为例如CO2的浓度、CO的浓度、NOx的浓度、一种或多种轻烃(例如，CH4等)的浓度或不同浓度阈值下的这些杂质的组合。
在一些实施例中，冷却系统可配置成使得响应于杂质浓度达到或高于预选阈值，将来自压缩系统的处于第一压力下的空气的第一部分供给至第一冷却器用于冷却，以及将来自压缩系统的处于第一压力下的空气的第二部分供给至第二冷却器用于冷却。在其他实施例中，冷却系统可配置成响应于杂质浓度达到或高于预选阈值：将冷却介质的第一部分供给至第一冷却器以将冷却介质的第一部分冷却至预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，其中冷却介质的第一部分将供给至直接接触式冷却器用于冷却来自压缩系统的处于第一压力下的空气；以及将冷却介质的第二部分供给至第二冷却器以将冷却介质的第二部分冷却至预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，其中冷却介质的第二部分将供给至直接接触式冷却器用于冷却处于第一压力下的空气。
我们的冷却器、吸收式冷却器、吸收式冷却系统、利用一个或多个冷却器的系统、利用一个或多个冷却器的设备及其制造及使用方法的其他细节、对象及优势将随着对其某些示例性实施例进行的以下描述而变得显而易见。
附图说明
冷却器、吸收式冷却器、吸收式冷却系统、利用一个或多个冷却器的系统、利用一个或多个冷却器的设备及其制造及使用方法的示例性实施例将显示在随附的图式中。应理解，图式中使用的组件符号可识别相同部件。
图1为利用吸收式冷却系统的第一示例性实施例的设备的第一示例性实施例的示意性框图。可在此实施例中利用的中间压缩机空气冷却导管布置105ic、分液筒108及用于净化冷却流107v的导管的布置在图1中用虚线示出。
图2为利用吸收式冷却系统的第二示例性实施例的设备的第二示例性实施例的示意性框图。可在此实施例中利用的中间压缩机空气冷却导管布置105ic、分液筒108及用于净化冷却流107v的导管的布置在图2中用虚线示出。
图3为设备的第二示例性实施例的局部示意性框图，其提供了用于流体流入及流出示例性吸收式冷却系统的示例性流体流动的更多细节图示。
图4为设备的第一示例性实施例的局部示意性框图，其提供了用于流体流入及流出示例性吸收式冷却系统的示例性流体流动的更多细节图示。
图5为设备的第一示例性实施例及第二示例性实施例的示例性PPU布置的示意性框图。
图6为可在示例性吸收式冷却系统105的实施例中使用的吸收式冷却器105b的示例性实施例的示意性框图，该吸收式冷却系统可包括在设备的第一示例性实施例及第二示例性实施例中。
图7为可在示例性吸收式冷却系统的示例性实施例中使用的示例性控制器的框图，该吸收式冷却系统可包括在设备的第一示例性实施例及第二示例性实施例中。
具体实施方式
参照图1至图7，设备100可配置成包括用于生成一种或多种输出流以提供一种或多种期望产物(例如，氧气、氮气、氩气等)的低温空气蒸馏系统。在其他实施例中，设备可配置成处理其他流体以生成一种或多种其他期望产物流。设备100可包括空气分离单元(ASU)102及气化区111。ASU可包括：压缩系统103，其具有至少一个压缩机以压缩进料空气流(AIR)以便将从压缩系统103输出的压缩空气压缩至压缩系统输出压力(COMPR.AIR)；预净化单元107，用于净化从压缩机输出的压缩空气；以及冷箱109，用于冷却经净化的压缩空气及将氧气(O2)及氮气(N2)与压缩空气分离以及将氧气流及氮气流输出为第一及第二输出流109a及109b。冷箱109还可液化和/或以其他方式分离其从PPU 107接收的经净化的空气的其他组分，以形成到其他气体(诸如氩气)的输出流。这些输出流可被供给至设备100的气化区111。在一些实施例中，来自冷箱109的这些输出流的至少部分还可用以形成产物(例如，氧气、氮气、氨气、氩气或其他气体产物)。从冷箱输出的氮气的至少一部分还可作为从冷箱109输出的再生气流R的PPU再生流R1被供给至PPU 107的离线吸附器，用于再生吸附材料，同时PPU的在线吸附器正在净化压缩空气。冷却系统诸如吸收式冷却系统105及其他类型的冷却系统105可位于压缩系统103与PPU107之间，以帮助促进冷却来自压缩系统103的压缩空气(COMPR.AIR)，以便可将经冷却的压缩空气(COMPR.COOLED AIR)供给至PPU 107。
PPU 107可配置成净化压缩空气以去除二氧化碳(CO2)、水、一氧化二氮(N2O)、重质烃类和/或可在下游制程中冻结或导致安全问题的其他杂质。若杂质不足以从压缩空气去除，则他们可能会中断正常运行、导致对冷箱设备的损坏、需要停机及昂贵的维护工作、影响设备寿命和/或影响ASU的安全性。对于有效运行气化区111，ASU 102可经设计以最大化减少维护及停机，以便PPU可在设施寿命期间高效运行。
气化区111可利用一种或多种原料(例如，煤、油、天然气、生物油等)来气化气化器中的原料。经由原料的气化而产生的合成气可在至少一个合成气冷却单元中冷却及在至少一个合成气净化单元中净化。随后经净化的合成气可在电厂中用于生成电力以为设备的一个或多个组件供电，用于化学合成和/或用于一些其他设备制程中。在合成气的气化制程及后续冷却及净化中，气化区111可产生至少一种加热工艺物流111a，诸如蒸汽、热水或来自经由气化区单元生成的至少一种流体流的废热(例如，来自由气化器中燃烧而生成的烟气的热等)。来自气化区的至少一种加热工艺物流111a可被传递至吸收式冷却系统105以冷却从压缩机103输出的压缩空气，以便来自一种或多种气化区工艺物流111a的热能够在吸收式冷却系统105的一个或多个吸收式冷却器105b中使用。到冷却系统导管布置的气化区可位于气化区与吸收式冷却系统105之间，用于将加热工艺物流111a路由至吸收式冷却系统105(其还可称为吸收式冷却系统)的至少一个吸收式冷却器105b。吸收式冷却系统105还可位于设备中用于冷却从PPU 107输出的经净化的空气，用于在将经净化的空气供给至冷箱109之前冷却经净化的空气流。用于冷却PPU 107的输出的吸收式冷却系统105的定位可以补充或替代经由净化冷却流107v冷却来自压缩系统103的压缩空气(例如，COMPR.AIR和/或INTERMEDIATE COMPR.AIR)，该净化冷却流连接PPU 107与冷箱109之间的吸收式冷却系统105的至少一个吸收式冷却器105b。
吸收式冷却系统105还可连接至压缩系统103的至少一个中间级，用于在经冷却压缩空气作为中间压缩冷却空气流(INTERMEDIATE COMPR.COOLED AIR)被返回至压缩系统103以经由压缩系统103进一步压缩至压缩系统输出压力(例如，高于一个或多个中间压力的压力，所述中间压力可达到或在用于输出压缩系统103的预选压缩空气压力范围内)之前，冷却被压缩至至少一个中间压力(例如，第一中间压力、第二中间压力、低压缩空气压力等)的空气(INTERMEDIATE COMPR.AIR)。
在一些实施例中，压缩系统103可包括具有多个压缩级(例如，两级、三级、四级、超过两级等)的压缩机。对于许多实施例，从压缩系统103的最终级输出的压缩空气(COMPR.AIR)的输出压力可为5-50巴范围中的一个压力(例如，50巴、5-20巴范围中、5-10巴范围中、5巴等)。处于压缩空气的一个或多个不同中间级(INTERMEDIATE COMPR.AIR)的一个或多个中间压力可均低于此输出压力。输出压力下的压缩空气输出流(COMPR.AIR)可从压缩系统103路由至吸收式冷却系统105，用于在将压缩空气供给至PPU 107之前冷却压缩空气。
在一些实施例中，可能存在被供给至吸收式冷却系统105用于冷却的多个中间级压缩空气流。例如，在将经冷却的压缩空气返回至压缩系统103以在压缩系统的后续级中进一步压缩之前，可将从特定中间级输出的压缩空气路由至吸收式冷却系统105。
举例而言，对于具有三级(例如，第一级、第二级及第三级)的压缩系统103，从以第一中间压力压缩的第一级输出的压缩空气可作为第一中间压缩空气流(INTERMEDIATECOMPR.AIR)供给至吸收式冷却系统105用于冷却。随后经冷却的第一中间压缩空气流可从吸收式冷却系统105输出至压缩系统103的第二级，以进一步压缩。在将压缩空气经由压缩系统的第二级进一步压缩至高于第一压力的第二压力之后，可从压缩系统的第二级输出压缩空气并作为第二中间压缩空气流(INTERMEDIATE COMPR.AIR)路由至吸收式冷却系统105用于冷却。随后可将经冷却的第二中间压缩空气流路由返回至压缩系统103，用于被供给至压缩系统的第三级以进一步压缩至输出压力，该输出压力高于第一中间压力并且还高于从较早压缩系统级输出的中间压缩空气流的第二中间压力。从第三级输出的压缩空气可为处于上述5-50巴范围内的输出压力下的输出压缩空气流(COMPR.AIR)。
应理解，从压缩机的中间级输出的压缩空气的中间压力小于压缩系统的最终级的最终输出压力。这些中间输出压力范围可大于1巴且小于50巴(例如，为大于1巴至小于5巴范围之间的压力，为大于1巴至小于10巴范围之间的压力，为大于1巴至小于20巴范围之间的压力等)。
如图1至图4中虚线指示并从上文可理解，可存在连接在压缩系统103与吸收式冷却系统105之间的至少一个中间压缩空气导管布置105ic，用于将压缩系统103连接至吸收式冷却系统105，所以来自压缩系统的中间压力空气可经由至少一个吸收式冷却器105b来冷却并具有被路由返回至压缩系统103以进行进一步压缩的冷却压缩气体。例如，来自压缩机的中间级的压缩空气可被供给至吸收式冷却系统105用于冷却，以及随后可将冷却气体返回至压缩机的另一级以进一步压缩。举另一实例，可将来自压缩系统103的压缩机的第一级的压缩空气供给至吸收式冷却系统105，随后可经由至少一个中间压缩空气导管105ic将冷却压缩空气供给至压缩系统103的压缩机的第二级以进一步压缩，所以压缩至预选空气供应压力的空气可作为压缩空气流从压缩系统输出。
举例而言，可存在第一中间压缩空气导管布置105ic1，用于将处于中间压力下的压缩空气供给至第一吸收式冷却器105b用于冷却，并将经冷却的空气返回至压缩系统103以经历额外压缩。在其中可提供第二吸收式冷却器105b的实施例(例如，其中两个或更多个吸收式冷却器可并联或串联运行的实施例或其中第二冷却器可作为次要冷却器运行用于响应于满足一个或多个次要冷却器致动情况的选择性使用的实施例)中，还可存在第二中间压缩空气导管布置105ic2，用于将处于中间压力下的压缩空气从压缩系统103供给至第二吸收式冷却器105b用于冷却，并将经冷却的空气返回至压缩系统以经历额外压缩。
如上文可理解，利用多级压缩机的实施例可包括导管布置，以便可从压缩机的非最终级输出处于一个或多个中间压力下的压缩空气，以便可经由至少一个中间压缩空气导管布置105ic1和/或105ic2，将每种中间压缩空气压力流供给至吸收式冷却器105b用于冷却，在将中间压缩空气流供给至下一个压缩级进行进一步压缩之前可冷却中间压缩空气流。
吸收式冷却系统105可包括至少一个吸收式冷却器105b。每个吸收式冷却器105b可为单级冷却器或多级冷却器。在一些实施例中，吸收式冷却系统105可包括至少两个吸收式冷却器105b，其可包括主要吸收式冷却器105c及次要吸收式冷却器105d。次要吸收式冷却器105d可配置成在其使用时与主要吸收式冷却器105b并联或串联运行。在又其他实施例中，可能存在并联或串联的超过两个冷却器(例如，三个冷却器、四个冷却器等)。
吸收式冷却系统105可被定位及配置成使得在将压缩空气发送至至少一个吸收式冷却器105b以在将冷却压缩空气(COMPR.COOLED AIR)供给至PPU 107之前冷却压缩空气之前，使用冷却水将从压缩系统输出的压缩空气(COMPR.AIR)供给至任选的后置冷却器106ac(在图1及图2中以虚线示出)。图1及图4可最佳地图示此类布置的示例性实施例。
吸收式冷却系统105还可经定位及配置以便于通过冷却冷却介质来冷却来自压缩系统103的压缩空气(COMPR.AIR)，该冷却介质将被供给至直接接触式冷却器105a或吸收式冷却系统105的其他类热交换器，以在将冷却压缩空气(COMPR.COOLED AIR)供给至PPU 107之前冷却压缩空气。图2至图3可最佳地图示此类布置的示例性实施例。
对于利用直接接触式冷却器105a的实施例，直接接触式冷却器105a可为热交换器，其中被供给至冷却器的主体以直接接触压缩空气的冷却介质(例如，液态水)通过热交换器的主体来冷却压缩空气。在经加热的冷却介质(经由与更热压缩空气直接接触而被加热)用于冷却正输出至另一设备单元用于储存和/或再使用(例如，可将从直接接触式冷却器105a输出的热冷却介质作为循环回路的部分送回至冷却塔113和/或吸收式冷却器105，用于重新冷却以循环回到冷却介质入口处的直接接触式冷却器)之后，可从直接接触式冷却器105a输出。
在一些实施例中，直接接触式冷却器105a可并入压缩系统后置冷却器单元，使得此冷却单元的底部区经由壳管式热交换器布置或其他类热交换器布置(例如，直接接触式热交换器布置等)经由第一冷却介质(例如，可处于大气温度或其他温度下的冷却水)来冷却从压缩系统输出的压缩空气(COMP.AIR)，并且单元的上部区为配置成进一步经由第二冷却介质诸如冷却水(例如，被冷却至低于大气温度的温度的水)来冷却压缩空气的接接触式冷却器105a。可通过冷却系统105的一个或多个吸收式冷却器105b将被供给至直接接触式冷却器的第二冷却介质冷却至直接接触式冷却器冷却介质入口温度。
参照图1及图4至图7的示例性布置，可将来自压缩系统103的压缩空气经由主要冷却器导管直接供给至主要吸收式冷却器105c。在经由将吸收式冷却器105b的输出连接至PPU 107的吸收式冷却器连接导管将压缩空气引导至PPU 107进行净化之前，吸收式冷却器105b可将压缩空气冷却至预选压缩空气进料温度。
对于利用次要吸收式冷却器105d的实施例(图4中以虚线示出)，次要吸收式冷却器105b可经定位及布置以从主要冷却器105c以串联布置形式接收经冷却压缩空气。随后次要冷却器105d可进一步将来源于主要冷却器105c的空气冷却至预选压缩空气进料温度。随后可经由至少一个次要冷却器导管布置105s(图4中以点划线示出)，将来自次要冷却器105d的经冷却压缩空气供给至PPU 107。
另选地，次要吸收式冷却器105b可经定位及布置以经由次要冷却器导管布置105p直接从压缩系统接收压缩空气(COMPR.AIR)的部分，该次要冷却器导管布置可将压缩空气的第二部分作为压缩空气的输入流提供至次要吸收式冷却器105d，同时经由将主要吸收式冷却器105c连接至压缩系统103的主要压缩空气入口导管来将此压缩空气(COMPR.AIR)的第一部分供给至主要吸收式冷却器105c。可经由主要吸收式冷却器105c的出口管道与具有压缩空气处于预选压缩空气进料温度(或处于预选压缩空气进料温度范围内)的经冷却第一部分，可从主要吸收式冷却器105c输出来自主要冷却器105c的经冷却压缩空气(COMPR.COOLED AIR)。经由次要冷却器导管布置105p中连接次要吸收式冷却器的输出与主要吸收式冷却器105c的输出的出口导管，可从次要吸收式冷却器105d输出来自次要冷却器105d的经冷却压缩空气(COMPR.COOLED AIR)。次要吸收式冷却器105d的输出可提供处于预选压缩空气进料温度(或在预选压缩空气进料温度范围内)的压缩空气的经冷却第二部分，其从次要吸收式冷却器105d输出以在将经冷却压缩空气流供给至PPU 107进行净化之前，与来自主要吸收式冷却器105c的输出流混合或合并。
设备的其他实施例可利用吸收式冷却系统105的不同配置。例如，参照图2及图3的示例性布置，可将来自压缩系统103的压缩空气直接供给至吸收式冷却系统105的直接接触式冷却器105a。直接接触式冷却器105a的冷却流体可为液态水、水蒸气、乙二醇或其他类型冷却流体，其可与直接接触式冷却器105a的壳或其他类型外壳内的压缩空气(COMPR.AIR)直接接触，用于冷却压缩空气以将压缩冷却空气(COMPR.COOLED AIR)提供至PPU 107进行净化。在此类布置中，吸收式冷却系统的至少一个吸收式冷却器105b可冷却由直接接触式冷却器105a使用的冷却介质来冷却压缩空气。例如，至少一个吸收式冷却器105b可包括主要吸收式冷却器105c，其在主要冷却器105c与用于将经冷却的冷却介质(例如，液态水)供给至直接接触式冷却器105a的直接接触式冷却器之间具有冷却介质导管连接。主要吸收式冷却器105b可在直接接触式冷却器的冷却介质与压缩空气接触以冷却空气之前，将其冷却至预选冷却介质入口温度(其还可称为预选冷却介质入口温度)。经由将吸收式冷却器105b连接至冷却介质进料的冷却介质导管CM，主要吸收式冷却器105c可接收待冷却的冷却介质。冷却介质进料可为从冷箱109的组件输出的冷却水、从冷箱109的组件输出的乙二醇或其他种类的冷却介质进料元素(例如，将经由至少一个吸收式冷却器105b进一步冷却的水或其他流体流，其为冷却器经由冷却介质导管布置从气化区111或冷箱109所接收到的)。
对于利用次要吸收式冷却器105d的实施例(图3中以虚线示出)，次要吸收式冷却器105b可经定位及布置以从主要冷却器105c以串联布置形式接收冷却介质。随后次要冷却器105d可进一步将来源于主要冷却器105c的冷却介质冷却至预选冷却介质入口温度。随后经由将次要冷却器105d连接至直接接触式冷却器105a的至少一个次要冷却器导管布置105s(图3点划线示出)，将来自次要冷却器105d的经冷却的冷却介质供给至直接接触式冷却器105a。
另选地，次要吸收式冷却器105b可经定位及布置以经由冷却器冷却介质进料导管(图3以虚线示出)接收冷却介质CM的部分，该冷却器冷却介质进料导管可将待冷却的冷却介质的第二部分提供至次要冷却器105d，同时将待冷却的冷却介质的第一部分供给至主要冷却器105c。经由主要吸收式冷却器与处于预选冷却介质入口温度(或在预选冷却介质入口温度范围内)的冷却介质的经冷却第一部分，可从主要吸收式冷却器105c输出冷却介质的第一部分。经由次要冷却器导管布置105p中的出口导管，可从次要吸收式冷却器105d输出来自次要冷却器105d的经冷却的冷却介质，该次要冷却器导管布置中的出口导管连接次要吸收式冷却器的输出与主要吸收式冷却器105c的输出，用于将经冷却的冷却介质供给至直接接触式冷却器105a。次要吸收式冷却器105d的输出可提供处于预选冷却介质入口温度(或在预选冷却介质入口温度范围内)的冷却介质的经冷却第二部分，其从次要吸收式冷却器105d输出以在将经冷却冷却介质流供给至直接接触式冷却器105a之前，与来自主要吸收式冷却器105c的输出流混合或合并。在又其他实施例中，可将从次要冷却器105d输出的冷却介质的至少一部分供给至直接接触式冷却器，作为第二冷却介质供给至直接接触式冷却器105a，而不是在将冷却介质供给至直接接触式冷却器105c之前与来自主要冷却器105c的冷却介质合并的那部分。
在又其他实施例中，来自主要冷却器及次要冷却器的冷却介质可能不会发生任何合并。反之，每个冷却器可并行运行，并经由连接不同冷却器至直接接触式冷却器105a的各自冷却介质进料导管，将从那个冷却器输出的冷却介质供给至直接接触式冷却器105a。对于此类实施例，从每个冷却器输出的冷却介质的温度可以相同或不同(例如，被供给至直接接触式冷却器的冷却介质入口温度可针对经由不同吸收式冷却器105b供给至直接接触式冷却器的冷却介质的不同部分而不同，或者可处于相同温度或处于相同温度范围内)。
应理解，吸收式冷却系统105的实施例可利用多个冷却器105b，以便在可能偶尔预期会在与设备100的运行相关的期待杂质尖峰的情况下可以利用次要冷却器105d。例如，CO2尖峰或其他种类杂质尖峰可显着大于为设备100的正常运行情况设计的尖峰。在一些优选实施例中，吸收式冷却系统105可经布置成使得，在正常运行期间(例如，无CO2尖峰或其他杂质尖峰)，仅使用主要冷却器105c，并且次要冷却器105d处于离线状态并留作备用。响应于在进料中检测到杂质尖峰(例如，其中空气的CO2浓度高于预选进料阈值的CO2尖峰等)，除主要冷却器105c之外，次要冷却器105(d)可开始工作。此外，在正常运行下(无杂质尖峰)，若主要冷却器105c故障或需要维护，则可立即开启次要冷却器105d来代替主要冷却器105c运行。如本文论述，控制器可结合设备的传感器及其他控制组件(例如，导管、阀门等)一起使用，以便于响应于检测到此类浓度变化或其他种类制程参数来运行吸收式冷却系统。
在一些实施例中，用于冷却至少一种工艺物流的吸收式冷却器105b的冷却介质(例如，压缩空气或由直接接触式冷却器105a使用的冷却介质)可为冷却水或空气。对于其中待供给至直接接触式冷却器105a的冷却介质为水的实施例，在通过一个或多个吸收式冷却器105b进一步冷却来自冷箱109的冷氮气流的部分之前，该冷氮气流的部分可用于冷却冷却塔113中的水。在一些实施例中，冷却塔113可认为是废料塔。
对于此类实施例，每个吸收式冷却器105b可位于冷却塔113与直接接触式冷却器105a之间，用于在将经冷却水供给至直接接触式冷却器105a之前，将经冷却水冷却至预选入口温度范围内的期望直接接触式冷却器冷却介质入口温度。随后在将压缩空气供给至PPU 107之前，经冷却水冷却直接接触式冷却器中的压缩空气。因此直接接触式冷却器105a及冷却塔113可经定径以处理经冷却水的更冷温度。还可在空气与用于冷却压缩空气的吸收式冷却器冷却剂之间添加分离层。此布置还可允许将吸收式冷却器105b定径成更小，因为在这种布置中它为冷却水而非空气。接触及分布问题还可在此种布置中很好地解决，并透过使用封装或托盘来高效解决。此种布置的一个潜在缺陷为，它可能会添加额外的接近温度(例如，2-3℃)，并且在一些设备中，还可增加与实施吸收式冷却系统105相关的基建成本。
吸收式冷却系统105还可经定位及布置以在将经经净化的空气流供给至冷箱109之前，提供对从PPU 107输出的净化压缩空气的冷却。例如，至少一个预净化冷却导管布置可经定位及布置用于将PPU 107连接至吸收式冷却系统105，用于在从PPU107输出经净化的空气的后且在将其供给至冷箱109之前来冷却经经净化的空气。经由预净化冷却导管布置而提供的净化冷却流107v，可将经冷却净化流提供至冷箱109，以帮助提供从PPU 107输出的经净化的空气的更有效冷箱运行。
在设备100的实施例中使用的吸收式冷却系统105的实施例可配置成利用从冷箱109输出的冷却介质(其还可称作冷却介质)。冷却介质可在冷却塔113或其他类型热交换器中用作冷却液体。例如，从冷箱109输出的氮气流可被输出为再生流体流R。如可从图5最佳显示，在再生流体通过PPU 107之前，此再生流体流R的第一部分R1可被供给至用于加热再生流体的再生流体加热器107htr，再生流体通过PPU中处于关闭状态位置的第一吸附器107a用于在第一吸附器107a内再生吸附材料，同时PPU 107的第二吸附器107b处于在线位置用于接收及净化被供给至PPU 107的经冷却压缩空气。热交换器(未示出)可用以在将再生气流供给至PPU 107的离线吸附器之前，将再生气流加热至期望温度，也用于再生吸附材料。在将再生流体传递通过PPU 107的一个或多个离线吸附器之后，再生气体可路由至设备的另一制程单元115(例如，热交换器、行等)，用于经由在PPU 107的吸附器与制程单元115之间延伸的再生气体输出导管布置来进一步处理。
应理解，PPU 107可配置成使得，在线吸附器及离线吸附器可从第一吸附器107a转换至第二吸附器107b，反之亦然。再生流体R的第一部分R1可经由再生流体导管供给，以便将再生流体的第一部分R1供给至处于离线位置的吸附器，而另一吸附器处于在线位置用于净化冷却压缩空气。PPU 107的一些实施例可利用多对的离线及在线可切换吸附器，其并行或串联工作以在经由吸收式冷却系统105冷却空气之后净化冷却压缩空气。
在一些实施例中，PPU 107的吸附器107a可为径向吸附器。在其他实施例中，吸附器可为轴流式吸附器。
在此冷却介质用以产生一种产物或以其他方式处理，或被作为预选废料温度范围内的废气排出至环境(例如，见图示再生流体的第二部分R2的示例性流动路径的图3及图4的虚线区)之前，再生流体流R的第二部分R2可被供给至冷却塔113或其他类型的热交换器，用于冷却供给至至少一个吸收式冷却器105b的冷却介质。可将从冷箱109输出的冷却介质供给至冷却塔113，所以冷却介质被传递通过塔以经由冷却介质导管布置CM冷却。在将冷却介质传递通过冷却塔113或另一种热交换器之后，可将冷却介质供给至一个或多个吸收式冷却器105b作为由冷却器冷却的制程气体(例如，图2至图3的实施例中)，在将冷却的冷却介质供给至直接接触式冷却器105a，或将冷却介质供给至一个或多个吸收式冷却器105b的一个或多个冷凝器203，用作冷却器冷却压缩空气(COMPR.AIR)的冷却介质作为由冷却器冷却的工艺物流，诸如图1及图4中实施例中。
从图6示出的示例性实施例可最佳理解可用作主要冷却器105c及次要冷却器105d的吸收式冷却器105b的示例性设计。应理解，还可使用其他类型的吸收式冷却器(例如，多级吸收式冷却器、其他类型的单级吸收式冷却器等)。参照图6，吸收式冷却器105b可包括冷凝器201、产生器203、第一泵205、第一减压装置207(例如，减压阀)、吸附器209、蒸发器211及第二减压装置213(例如，减压阀)。实施例还可利用第二泵206(图6中以虚线示出)，其可与第一泵并联操作，或可被提供为当第一泵由于故障、错误或维护而离线时可在线开启的次要泵。
如可从图6的示例性实施例理解，吸收式冷却器105b可配置成使得，至少一种气化流111a可从气化区供给至冷却器的产生器203。气化流可为例如，低压蒸汽(例如，处于8-10巴压力下的蒸汽，或在或低于10巴的蒸汽，处于800kPa至1000kPa之间或在或低于1000kPa的蒸汽等)，或可为热液态水(例如，经加热但处于液态的水)，或可为来自气化区的另一流体流，其可为来自气化区的废流体流(例如，来自气化器的加热气体等)。在又其他实施例中，被供给至吸收式冷却器105b的产生器203的气化蒸汽111a可为来自气化区111的中压蒸汽或高压蒸汽。
吸收式冷却器105可经定位成使得，产生器203将高压冷却剂蒸气(HPREFRIGERANT VAPOR)输出至冷凝器，以冷凝被供给至冷凝器201的冷凝器介质入口流体(CMIN)用于冷凝冷却剂。冷却剂可为水、乙二醇或其他适当冷却剂。冷凝器介质可为水、大气或其他种类的流体流，用于冷凝冷却剂蒸气。经冷凝的冷凝器介质可从冷凝器(CM OUT)输出，以被发送至另一设备单元(例如，若冷却介质为水时的洗涤塔或水库等)。高压冷却剂蒸汽在通过冷凝器201时可被冷凝成液体并输出为高压制冷液(HP REFRIGERANT LIQUID)，随后可将其供给至第二减压装置213，用于降低冷却剂的压力，所以它为一种可供给至蒸发器211的低压制冷液(LP REFRIGERANT LIQUID)。低压冷却剂可在蒸发器中蒸发，因为冷却剂从将由冷却器冷却的工艺物流吸收热量，此工艺物流还与通过蒸发器211的冷却剂并流或逆流地通过蒸发器211。在蒸发器211中冷却的至少一种工艺物流(将冷却的工艺物流)可为待冷却以供给至直接接触式冷却器105a的冷却介质，或者例如可为压缩空气(COMPR.AIR)。
可将从蒸发器211输出的低压冷却剂蒸汽(LP REFRIGERANT VAPOR)供给至吸附器209。吸附器209可接收低压冷凝溶液(LP CONC SOLUTION)以便低压冷却剂蒸汽吸收此溶液，使得吸附器209可以输出冷却剂的低压稀释溶液(LP DILUTE SOLUTION)，用于供给至第一泵205或第二泵206用于形成高压稀释溶液(HP DILUTE SOLUTION)以供给至产生器203。
产生器203可配置成使用至少一个气化流111a的热量来从其经由泵接收的高压稀释溶液形成高压冷却剂蒸汽。产生器203还可输出高压冷凝溶液(HP CONC SOLUTION)以供给至第一减压装置207，以便可将低压浓缩溶液(LP CONC SOLUTION)供给至吸附器209作为冷却器的冷却剂回路的部分。
应理解，蒸发器211可经定位及配置以若冷却器为单级冷却器时冷却多个工艺物流，或者冷却器可为一种多级冷却器，其可具有多级用于冷却不同工艺物流或串联冷却相同工艺物流。随后可从蒸发器输出将在蒸发器211中冷却的一种或多种工艺物流，作为从冷却器输出的一种或多种冷却输出流(COOLED OUTPUT)。例如，在一些实施例中，每个冷却器可为多级冷却器，包括：第一级，用于冷却中间压缩系统空气；第二级，用于冷却压缩空气流或冷却被供给至接触冷却器的冷却介质，用于冷却压缩空气；以及第三级，用于冷却从PPU107输出的经净化的空气。举另一实例，每个冷却器可为多级冷却器，包括：第一级，用于冷却压缩空气流或冷却被供给至接触冷却器的冷却介质，用于冷却压缩空气；以及第二级，用于冷却从PPU107输出的经净化的空气。举另一实例，吸收式冷却器105的一些实施例可为多级冷却器，包括第一级及第二级，用于冷却压缩空气流或用于冷却被供给至接触冷却器的冷却介质用于将压缩空气冷却至期望温度，用于将经压缩冷却空气供给至PPU107。举另一实例，冷却器的实施例可配置成以便单级冷却器的蒸发器211接收将在蒸发器211中冷却的超过一种工艺物流(例如，中间压缩系统压缩空气、从压缩系统输出的压缩空气、以及经由净化冷却流107v从PPU 107输出的经净化的空气、或从压缩系统输出的压缩空气以及经由净化冷却流107v从PPU 107输出的经净化的空气，等)。
吸收式冷却器105b可经设计成使得跨冷却器的温差可满足一组特定的处理设计标准参数(例如，将冷却的工艺物流的入口温度与由冷却器冷却之后的工艺物流的出口温度之间的温差)。这些参数可按需要根据制程条件而变，制程条件如在压缩系统103处接收的进料空气的大气温度、进料的CO2浓度等。在一些实施例中，温差可大于3℃、大于5℃或大于5℃与20℃之间。应理解，5℃-10℃的温差将指出事实，冷却器的蒸发器211可将待冷却的工艺物流冷却5℃-10℃(例如，流的入口温度可为10℃，及出口温度可为5℃、3℃、1℃或0℃等)。
在许多实施例中，我们认为5℃与20℃之间的温差可导致运行能力的足够显着的节省，用于在PPU的吸附器上定径，使得吸附器定径上的成本节约可确保，包含吸收式冷却系统部件提高设备运行利润。也有可能在较低温差操作参数下实现此类节约。我们还认为，可利用5℃与50℃之间的温差(例如，从55℃变化至5℃或从55℃变化至45℃的输入工艺物流等)的吸收式冷却系统105的吸收式冷却器105b的实施例可通过利用吸收式冷却器105b的更大优势及利用来自气化区流111a的更大量热源流，为高投资回报率提供更大量的经济效益。例如，在许多设备中，我们认为压缩冷却空气可处于5℃-20℃、5℃-15℃、或5℃-10℃等温度下。在压缩冷却空气(COMPR.COOLED AIR)的这些温度下，PPU 107的吸附器定径可最小化，这是由于利用一个或多个吸收式冷却器105b，其利用了一个或多个气化区流111a。例如，来自气化区111的低压蒸汽流速可在0.5吨/hr与5吨/hr之间，并且被吸收式冷却器105b的产生器用于冷却压缩空气或用于冷却压缩空气的直接接触式冷却器105a的冷却介质。
在一些实施例中，压缩冷却空气的期望温度范围可在10℃-15℃内。但是，当在空气进料中检测到杂质尖峰时，期望温度范围可进一步减小至5℃-10℃，或其他适当杂质尖峰冷却压缩空气温度范围。用于说明杂质尖峰的冷却压缩空气的温度变化可根据尖峰大小(例如，被压缩的进料空气内可能含有多少CO2或其他杂质等)及设备(例如，来自气化区111的至少一种工艺物流的可用热量，其以至少一个气化区流111a输出，尖峰期对比无尖峰时，其流率可增加0.2至2t/h等)而变化。
对于基于吸收式冷却器系统105的实施例，其配置成冷却压缩机入口进料空气和/或其他中间压缩空气流和/或从PPU 107输出的经净化的空气，这可增大系统的吸收式冷却器105b的大小。但是，这也可以允许压缩机尺寸减小、压缩效率提高，并还可降低ASU的整体电力成本。
如可从图1至图5理解到，设备及吸收式冷却系统105的实施例可包括使用分液筒108，该分液筒可位于PPU 107与吸收式冷却系统105(例如，系统的直接接触式冷却器105a或吸收式冷却器105b)之间。分液筒108可定位成从冷却压缩空气中去除水及烃类，在空气被供给至PPU 107进行净化之前从吸收式冷却系统105输出此冷却压缩空气。分液筒108可定位成去除水和/或烃类，以便PPU 107并非必须去除这些杂质。这可允许PPU 107的吸附器变得更小且还使用更少层(例如，被更简单地设计且还变得愈来愈小)，用于在将压缩空气供给至冷箱109之前净化此压缩空气。
在一些优选实施例中，供给至PPU 107的再生气体可通过用于供给吸收式冷却器的产生器203的相同热源来加热。可用于加热再生气体的气化流111a可被分流，所以此流的一些在热交换器中用于在再生流体加热器107htr中加热再生气体，而此流的另一部分被供给至吸收式冷却器产生器，从而降低管道成本及复杂性。在另一实施例中，经由多个不同气化区流111a的多个热源可在一个或多个吸收式冷却器中串联或并联使用，以及提供热量用于加热被供给至PPU 107的再生气体。
在一些实施例中，吸收式冷却系统105可经布置以允许去除PPU 107的吸附器内的氧化铝层。此类实施例可允许去除吸附器的中间筛网层，其可降低与PPU 107相关联的基建成本及制造及操作复杂性。
我们的吸收式冷却系统105的实施例并不受任何冷却器备用方法的限制。例如，可以安装或提供1x100％、2x100％、2x50％吸收式冷却器。在一些情况下，可以安装机械冷却器作为吸收式冷却器105(b)的备用装置。举另一实例，任何溶质可在吸收式冷却器105b中使用，诸如溴化锂(LiBr)或氨气(NH3)。可将任何额外组分添加至溶液，诸如防腐剂、或盐以防止结晶。当水用作冷却介质或用作被供给至冷凝器201的冷却介质时，冷却的水在接近盐水源(例如，海洋)的一些实施方式中可为海水。热交换器的结构材料可为碳钢、不锈钢或钨及需要或使用海水交换器时需要的其他材料。可以使用用于吸收式冷却器105b的任何类型的热交换器，例如壳管式、板翅式、釜式等。在冷却中也可以使用任何数量的阶段(例如单个状态、两个阶段、多于两个阶段等)。
我们已经发现，机械冷却器与吸收式冷却器105b之间的显着区别在于，与使用压缩机来增加低压冷却剂蒸汽的压力并关闭冷却剂回路不同，可以透过使用多个热交换器(例如，蒸发器211及冷凝器201)、泵及至少一个减压装置(例如，减压阀)来增加压力。与机械冷却器相比，这可能涉及更多设备。但是，没有旋转设备可以允许在操作期间使用较低水准的电力消耗。与机械冷却器相比，这种运行成本的提高可以提供显着的优势。以下是一些说明性实例，以帮助使我们通过实施我们的吸收式冷却系统105的实施例而确定存在的一些重要操作优势更加明显。
例如(并作为非限制性实例)，在设计为在15℃下具有500,000nm3/hr的进料空气流的设备中，其具有直接接触式冷却器105a及冷却塔113(结构为水塔)，并在8巴(800kPa)下具有2.5吨/hr低压蒸汽作为气化流111a，与不使用冷却器相比，当设备中使用吸收式冷却系统的至少一个吸收式冷却器105b时，在具有800ppm的CO2浓度的夏季条件下，可将至PPU 107的进料冷却至7℃。我们已经发现，对于此类设备，与没有冷却器的情况相比，使用至少一个吸收式冷却器105b可将PPU 107的吸附器尺寸要求降低30％，以及再生PPU 107的离线吸附器所需的再生气体量可减半。由于使用了至少一个吸收式冷却器105b，进料气的冷却温度可以冷却到大约低30％的温度并且系统可以处理的来自CO2的杂质尖峰可以增加60％。此非限制性实例有助于显示可由我们的吸收式冷却系统105的示例性实施例提供的显着操作改进。
举另一非限制实例，在一设备的的实施例中，其中进料空气流被设计为在17℃下500,000nm3/hr并具有直接接触式冷却器105a及冷却塔113(结构为水塔)，在8巴(800kPa)下4吨/hr低压蒸汽用作气化流111a，在夏季条件下，经由至少一个吸收式冷却器105b实施我们的吸收式冷却系统105的实施例，PPU 107的进料可以冷却至5℃，并解决800ppm的CO2浓度尖峰。与没有冷却器的情况相比，PPU 107的吸附器尺寸可以减少30％，以及再生气体需求也可以减少一半。此外，由于使用了吸收式冷却器105(b)，供给至PPU的空气温度可以降低58％以上，并适应高60％的杂质浓度尖峰。此非限制性实例有助于进一步显示可由我们的吸收式冷却系统105的示例性实施例提供的显着操作改进。
设备100及吸收式冷却系统105的实施例可以利用控制器来监测及控制设备100和/或吸收式冷却系统105的操作。例如，温度传感器、压力传感器、流量传感器、及配置成检测一种或多种化合物(例如，氧气、CO2、N2、CO、水等)的浓度的浓度传感器可被包括在内，用于感测和/或检测流过设备的不同组件或单元和/或彼等单元之间的导管的流体的流量、浓度、温度或压力。例如，传感器可定位成检测(i)供给至压缩系统103的空气的流量、压力、温度及进料浓度，(ii)从压缩系统103输出的用于供给至吸收式冷却系统的空气的流量、压力、温度和/或进料温度，(iii)从吸收式冷却系统105输出的用于供给至PPU 107的空气的流量、压力、温度及进料浓度，(iv)从PPU 107输出的用于供给至冷箱的空气的流量、压力、温度及组成浓度，和/或(v)供给至分液筒108和/或从分液筒108输出的空气的流量、压力、温度及组成浓度。在压缩系统103、吸收式冷却系统105、PPU 107、分液筒108、冷箱109和/或气化区111还可定位其他传感器，来监测及控制设备100的此些组件的操作。可提供一种控制器来从此些传感器接收资料并根据所接收的传感器资料来调整不同组件的操作。此类控制器的实例可在图7中可见，并可包括连接至非暂时性计算机可读介质及至少一个与传感器通讯的接口的处理器。处理器可以运行储存在计算机可读介质(例如，非暂时性存储器、快闪存储器等)中的至少一个自动控制程序，其定义一种控制设备的操作和/或设备的一个或多个组件(例如，吸收式冷却系统105)的操作的方法。在一些实施例中，控制器可配置成以便监测供给至压缩系统103或从压缩系统103输出的一或多中进料杂质浓度。当一种或多种杂质浓度超多预选阈值(例如，满足或超过杂质浓度阈值)时，控制器可致动一个或多个阀，以便主要吸收式冷却器105c以增大操作能力操作或次要吸收式冷却器105d在线并开始接收将如本文论述式冷却的一种或多种工艺物流(例如，来自压缩机的中间空气、从压缩系统103输出的压缩空气和/或从PPU 107输出的经净化的空气等)。控制器还可与气化区111的一个或多个控制组件通讯，以便获得可向吸收式冷却系统的一个或多个吸收式冷却器105b提供热源的一个或多个气化流111a的增大的流量，以便冷却器可通过将压缩空气冷却至预选杂质尖峰温度阈值而解决其操作中的较高杂质浓度，此预选杂质尖峰温度阈值可低于在杂质尖峰不存在时正常运行条件下使用的温度定值。响应于检测到杂质浓度低于阈值，控制器可与不同设备组件的控制组件通讯，以在解决杂质尖峰情况之后使次要冷却器105d离线和/或主要冷却器在减小的操作能力下操作。还可与气化区流导管组件进行此类通讯，用于调整将流体供给至一个或多个冷却器105b的产生器的一个或多个气化流111a的流量。预选的杂质浓度阈值可以是为说明设备配置及操作设计标准而选择的合适值。在一些实施例中，预选杂质浓度阈值可为400ppm CO2、500ppm CO2、800ppm CO2、1,000ppm CO2、1,500ppm CO2、2,000ppm CO2、2,500ppm CO2、3,000ppm CO2、400ppm CO2以及50ppm CO，或一些其他适当阈值标准。
应当理解，控制器的实施例还可配置成利用其他传感器资料来致动不同设备操作及使用不同管道用于流体进出不同组件的不同流动路径。在一些实施例中，控制器可连接至显示器，及至少一个输入装置和/或输入/输出装置以便于向用户或操作者输出资料及从操作者接收输入。例如，控制器可连接至操作者工作站或设备的操作者的计算机。控制器还可连接至其他设备控制组件，用于并入设备的更大自动过程控制制系统。
应理解，可以对本文明确显示及论述的实施例进行修改，以满足特定组的设计目标或特定组的设计标准。例如，用于互连设备的不同单元以流体联通不同单元之间的流体流的阀、导管及其他导管组件(例如，导管连接机构、管道、密封等)的布置可满足特定设备布局设计，其说明设备的有用面积、设备的定径设备及其他设计考虑。举另一实例，通过一个或多个冷却器以及通过其他设备组件的流体的流量、压力及温度可变化以考虑不同设备设计配置及其他设计准则。举另一实例，冷却器的数量及它们的布置方式可经调整以满足一组特定的设计准则。举另一实例，冷却器、冷却器吸收系统及设备的不同结构部件的材料组成可以为满足一组特定的设计准则所需的任何类型的适当材料。举另一实例，在一些实施例中，考虑到冷却系统105可利用一个或多个机械冷却器来代替吸收式冷却器105b。
应理解，设备的实施例可被配置为空气分离设备或其他类型的设备，其中可利用至少一个冷却器。设备、冷却器吸收系统及一个或多个冷却器可均配置成包括过程控制制组件，过程控制制组件经定位及配置以监测及控制操作(例如，温度及压力传感器、流量传感器、具有至少一个工作站的自动过程控制制系统，其包括处理器、非暂时性存储器及至少一个收发器，用于与传感器组件、阀及控制器通讯，用于为可在工作站和/或设备的另一计算机装置等运行的自动化过程控制制系统提供用户接口)。
举另一实例，预期单独地或作为实施例的一部分描述的特定特征可以与其他单独描述的特征或其他实施例的部分组合。因此，可将本文描述的不同实施例的组件及动作组合以提供其他实施例。因此，虽然上文已经示出及描述了冷却器、冷却器吸附系统、空气分离单元、设备及其制造及使用方法的某些示例性实施例，但应当清楚地理解，本发明不限于此，而是可以在以下申请专利范围内以其他方式不同地体现和实践。

Claims (26)

1.一种用于设备的空气分离单元(ASU)的基于吸收的冷却系统，所述基于吸收的冷却系统包含：
至少一个吸收式冷却器，所述至少一个吸收式冷却器定位成从所述设备的气化区接收至少一种工艺物流，因此来自至少一种工艺蒸汽的热量供给至所述至少一个吸收式冷却器的至少一个产生器，所述至少一个吸收式冷却器可定位成：
(i)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第一压力的空气，用于使经冷却的空气供给至用于净化所述空气的预净化单元(PPU)以形成经净化的空气流，用于使所述经净化的空气流供给至所述ASU的冷箱，
(ii)在使所述经净化的空气流供给至所述冷箱之前，冷却来自所述PPU的所述经净化的空气流，和/或
(iii)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第二压力的空气，用于使处于所述第二压力的经冷却的空气供给至所述压缩系统以经受进一步的压缩至所述第一压力，所述第一压力高于所述第二压力。
2.根据权利要求1所述的基于吸收的冷却系统，其中所述至少一个吸收式冷却器可定位成：
(i)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第一压力的所述空气，用于使经冷却的空气供给至用于净化所述空气的PPU以形成经净化的空气流，用于使所述经净化的空气流供给至所述ASU的冷箱，
(ii)在使所述经净化的空气流供给至所述冷箱之前，冷却来自所述PPU的所述经净化的空气流，以及
(iii)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第二压力的所述空气，用于使处于所述第二压力的经冷却的空气供给至所述压缩系统以经受进一步的压缩至所述第一压力。
3. 根据权利要求1所述的基于吸收的冷却系统，其中所述至少一个吸收式冷却器可定位成：
(i)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第一压力的所述空气，用于使经冷却的空气供给至用于净化所述空气的PPU以形成经净化的空气流，用于使所述经净化的空气流供给至所述ASU的冷箱，以及
(ii)在使所述经净化的空气流供给至所述冷箱之前，冷却来自所述PPU的所述经净化的空气流。
4. 根据权利要求1所述的基于吸收的冷却系统，其中所述至少一个吸收式冷却器可定位成：
(i)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第一压力的所述空气，用于使经冷却的空气供给至用于净化所述空气的PPU以形成经净化的空气流，用于使所述经净化的空气流供给至所述ASU的冷箱，以及
(iii)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第二压力的所述空气，用于使处于所述第二压力的经冷却的空气供给至所述压缩系统以经受进一步的压缩至所述第一压力。
5. 根据权利要求1所述的基于吸收的冷却系统，其中所述至少一个吸收式冷却器可定位成：
(ii)在使所述经净化的空气流供给至所述冷箱之前，冷却来自所述PPU的所述经净化的空气流，以及
(iii)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第二压力的所述空气，用于使处于所述第二压力的经冷却的空气供给至所述压缩系统以经受进一步的压缩至所述第一压力。
6.根据权利要求1所述的基于吸收的冷却系统，其中所述至少一个吸收式冷却器的至少一个蒸发器冷却从所述ASU的压缩系统接收的处于所述第一压力的所述空气，用于使经冷却的空气供给至所述PPU，在使所述经净化的空气流供给至所述冷箱之前冷却来自所述PPU的所述经净化的空气流，和/或冷却来自所述压缩系统的处于所述第二压力的所述空气。
7.根据权利要求1所述的基于吸收的冷却系统，包含直接接触式冷却器，所述直接接触式冷却器定位成从所述ASU的压缩系统接收处于所述第一压力的所述空气，用于经由冷却介质冷却所述空气并使经冷却的空气供给至所述PPU，所述直接接触式冷却器连接至所述至少一个吸收式冷却器以从所述吸收式冷却器接收所述冷却介质，用于冷却处于所述第一压力的所述空气。
8.根据权利要求7所述的基于吸收的冷却系统，其中所述冷却介质包含水或乙二醇，并且所述PPU包括至少一个径向吸附器。
9.根据权利要求8所述的基于吸收的冷却系统，其中所述冷却介质包含水，并且所述基于吸收的冷却系统还包含定位于所述冷箱与所述至少一个吸收式冷却器之间的冷却塔，以在使所述冷却介质供给至所述至少一个吸收式冷却器之前冷却所述冷却介质，所述冷却塔定位成从所述冷箱接收冷却液体流，以在使所述冷却介质供给至所述至少一个吸收式冷却器之前冷却所述冷却介质。
10. 根据权利要求1所述的基于吸收的冷却系统，其中所述基于吸收的冷却系统配置成检测所述空气的杂质浓度，并且所述至少一个吸收式冷却器包括主要吸收式冷却器和次要吸收式冷却器，并且其中一者：
所述基于吸收的冷却系统配置成使得响应于所述杂质浓度处于或高于预选阈值，使来自所述压缩系统的处于所述第一压力的所述空气的第一部分供给至所述主要吸收式冷却器来用于冷却，以及使来自所述压缩系统的处于所述第一压力的所述空气的第二部分供给至所述次要吸收式冷却器来用于冷却，以及
所述基于吸收的冷却系统配置成使得响应于所述杂质浓度处于或高于预选阈值，使冷却介质的第一部分供给至所述主要吸收式冷却器以使所述冷却介质的所述第一部分冷却至预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，所述冷却介质的所述第一部分将供给至直接接触式冷却器用于冷却来自所述压缩系统的处于所述第一压力的所述空气，以及使所述冷却介质的第二部分供给至所述次要吸收式冷却器以使所述冷却介质的所述第二部分冷却至所述预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，所述冷却介质的所述第二部分将供给至所述直接接触式冷却器用于冷却处于所述第一压力的所述空气。
11. 根据权利要求1所述的基于吸收的冷却系统，其中：
所述基于吸收的冷却系统配置成使得来自所述压缩系统的处于所述第一压力的所述空气供给至所述主要吸收式冷却器来用于冷却，或
所述基于吸收的冷却系统配置成使得冷却介质供给至所述主要吸收式冷却器以使所述冷却介质冷却至预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，所述冷却介质将供给至直接接触式冷却器用于冷却来自所述压缩系统的处于所述第一压力的所述空气。
12.根据权利要求1所述的基于吸收的冷却系统，其中所述PPU包括径向吸附器。
13. 一种设备，包含：
空气分离单元(ASU)，其具有根据权利要求1所述的基于吸收的冷却系统；以及
所述气化区。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述ASU具有所述压缩系统、所述冷箱以及所述PPU，并且所述至少一个分液筒定位于所述基于吸收的冷却系统与所述冷箱之间。
15.根据权利要求13所述的设备，其中来自所述设备的所述气化区的所述至少一种工艺物流还加热加热器，用于加热可供给至在运行所述设备期间所述PPU的处于关闭状态位置的至少一个吸附器的再生流体，用于加热通过所述至少一个吸附器的再生流体，用于在所述至少一个吸附器内再生吸附材料。
16.一种冷却在设备的空气分离单元(ASU)中的空气的方法，所述设备还具有气化区，所述方法包含：
使至少一个吸收式冷却器定位于所述ASU中，以从所述气化区接收至少一种工艺物流，因此来自所述气化区的至少一种工艺蒸汽的热量可供给至所述至少一个吸收式冷却器的至少一个产生器；
经由所述至少一个吸收式冷却器提供冷却以便于：
(i)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第一压力的空气，用于使经冷却的空气供给至用于净化所述空气的预净化单元(PPU)以形成经净化的空气流，用于使所述经净化的空气流供给至所述ASU的冷箱，
(ii)在使所述经净化的空气流供给至所述冷箱之前，冷却来自所述PPU的所述经净化的空气流，和/或
(iii)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第二压力的空气，用于使处于所述第二压力的经冷却的空气供给至所述压缩系统以经受进一步的压缩至所述第一压力，所述第一压力高于所述第二压力。
17.根据权利要求16所述的方法，其中经由所述至少一个吸收式冷却器提供所述冷却包括：
(i)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第一压力的所述空气，用于使经冷却的空气供给至用于净化所述空气的PPU以形成经净化的空气流，用于使所述经净化的空气流供给至所述ASU的冷箱，
(ii)在使所述经净化的空气流供给至所述冷箱之前，冷却来自所述PPU的所述经净化的空气流，以及
(iii)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第二压力的所述空气，用于使处于所述第二压力的经冷却的空气供给至所述压缩系统以经受进一步的压缩至所述第一压力。
18. 根据权利要求16所述的方法，其中经由所述至少一个吸收式冷却器提供所述冷却包括：
(i)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第一压力的所述空气，用于使经冷却的空气供给至用于净化所述空气的PPU以形成经净化的空气流，用于使所述经净化的空气流供给至所述ASU的冷箱，以及
(ii)在使所述经净化的空气流供给至所述冷箱之前，冷却来自所述PPU的所述经净化的空气流。
19. 根据权利要求16所述的方法，其中经由所述至少一个吸收式冷却器提供所述冷却包括：
(i)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第一压力的所述空气，用于使经冷却的空气供给至用于净化所述空气的PPU以形成经净化的空气流，用于使所述经净化的空气流供给至所述ASU的冷箱，以及
(iii)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第二压力的所述空气，用于使处于所述第二压力的经冷却的空气供给至所述压缩系统以经受进一步的压缩至所述第一压力。
20. 根据权利要求16所述的方法，其中经由所述至少一个吸收式冷却器提供所述冷却包括：
(ii)在使所述经净化的空气流供给至所述冷箱之前，冷却来自所述PPU的所述经净化的空气流，以及
(iii)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第二压力的所述空气，用于使处于所述第二压力的经冷却的空气供给至所述压缩系统以经受进一步的压缩至所述第一压力。
21.根据权利要求16所述的方法，其中所述至少一个吸收式冷却器的至少一个蒸发器冷却从所述ASU的压缩系统接收的处于所述第一压力的所述空气，用于使经冷却的空气供给至所述PPU，在使所述经净化的空气流供给至所述冷箱之前冷却来自所述PPU的所述经净化的空气流，和/或冷却来自所述压缩系统的处于所述第二压力的所述空气。
22.根据权利要求16所述的方法，其中直接接触式冷却器定位成从所述ASU的压缩系统接收处于所述第一压力的所述空气，用于经由冷却介质冷却所述空气并使经冷却的空气供给至所述PPU，所述直接接触式冷却器连接至所述至少一个吸收式冷却器以从所述至少一个吸收式冷却器接收所述冷却介质，用于冷却处于所述第一压力的所述空气；
经由所述至少一个吸收式冷却器提供冷却，以便于冷却来自所述ASU的压缩系统的处于所述第一压力的空气，用于使经冷却的空气供给至用于净化所述空气的PPU以形成经净化的空气流，用于使所述经净化的空气流供给至所述ASU的冷箱，包含：
所述至少一个吸收式冷却器使所述冷却介质冷却至预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，用于使处于所述预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度下的所述冷却介质供给至所述直接接触式冷却器。
23.根据权利要求16所述的方法，其中所述至少一个吸收式冷却器包括主要吸收式冷却器和次要吸收式冷却器，所述方法还包含：
以下一者：
响应于确定杂质浓度水平处于或高于预选阈值，调整操作使得来自所述压缩系统的处于所述第一压力的所述空气的第一部分供给至所述主要吸收式冷却器，以及来自所述压缩系统的处于所述第一压力的所述空气的第二部分供给至所述次要吸收式冷却器，以及
响应于确定杂质浓度水平处于或高于预选阈值，调整操作使得冷却介质的第一部分供给至所述主要吸收式冷却器以使所述冷却介质的所述第一部分冷却至预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，所述冷却介质的所述第一部分将供给至直接接触式冷却器用于冷却来自所述压缩系统的处于所述第一压力的所述空气，以及所述冷却介质的第二部分供给至所述次要吸收式冷却器以使所述冷却介质的所述第二部分冷却至所述预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，所述冷却介质的所述第二部分将供给至所述直接接触式冷却器用于冷却来自所述压缩系统的处于所述第一压力的所述空气。
24.根据权利要求16所述的方法，包含：
利用来自所述气化区的所述至少一种工艺物流来加热再生流体，以使所述经加热的再生流体供给至所述PPU的处于关闭状态位置的吸附器，用于在所述PPU的处于所述关闭状态位置的所述吸附器内再生吸附材料。
25.一种用于设备的空气分离单元(ASU)的冷却系统，所述冷却系统包含：
第一冷却器和第二冷却器，所述第一冷却器定位成便于：
(i)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第一压力的空气，用于使经冷却的空气供给至用于净化所述空气的预净化单元(PPU)以形成经净化的空气流，用于使所述经净化的空气流供给至所述ASU的冷箱，
(ii)在使所述经净化的空气流供给至所述冷箱之前，冷却来自所述PPU的所述经净化的空气流，和/或
(iii)冷却来自所述ASU的压缩系统的处于第二压力的空气，用于使处于所述第二压力的经冷却的空气供给至所述压缩系统以经受进一步的压缩至所述第一压力，所述第一压力高于所述第二压力；
其中所述冷却系统包括配置成检测所述空气的杂质浓度的计算机装置；以及
以下一者：
所述冷却系统配置成使得响应于所述杂质浓度处于或高于预选阈值，使来自所述压缩系统的处于所述第一压力的所述空气的第一部分供给至所述第一冷却器来用于冷却，以及使来自所述压缩系统的处于所述第一压力的所述空气的第二部分供给至所述第二冷却器来用于冷却，以及
所述冷却系统配置成使得响应于所述杂质浓度处于或高于预选阈值，使冷却介质的第一部分供给至所述第一冷却器以使所述冷却介质的所述第一部分冷却至预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，所述冷却介质的所述第一部分将供给至直接接触式冷却器用于冷却来自所述压缩系统的处于所述第一压力的所述空气，以及使所述冷却介质的第二部分供给至所述第二冷却器以使所述冷却介质的所述第二部分冷却至所述预选直接接触式冷却器冷却介质入口温度，所述冷却介质的所述第二部分将供给至所述直接接触式冷却器用于冷却处于所述第一压力的所述空气。
26.根据权利要求25所述的冷却系统，其中所述第一冷却器为吸收式冷却器，并且所述第二冷却器为吸收式冷却器。
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