CN202109724U

CN202109724U - 空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置

Info

Publication number: CN202109724U
Application number: CN2011201890055U
Authority: CN
Inventors: 陈锡顺; 奚征楠; 吴小峰
Original assignee: HANGZHOU UNION INDUSTRIAL GAS-EQUIPMENT CO LTD
Current assignee: HANGZHOU UNION INDUSTRIAL GAS-EQUIPMENT CO LTD
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2021-06-08

Abstract

本实用新型公开了一种电耗低性价比高的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，包括压缩机、主换热器、氧换热器、精馏塔和污氮膨胀机为主要设备，精馏塔分为上塔和下塔以及上塔和下塔之间的冷凝蒸发器，相比同类空气分离设备而言，在空气分离设备中增加了利用污氮为工质的膨胀机，降低了空气分离过程中电能的消耗，使分离出不同形态的氧氮产品的性价比高。本实用新型采用本实用新型设备可使产品质量提高、造价大幅降低，单位产品的电耗比同类内压缩流程有显著下降，可优化设备的性价比，比同类外压缩流程更为安全可靠，操作及维护简单。

Description

空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置

技术领域

本实用新型涉及一种空气分离装置，更具体的说，本实用新型涉及一种空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置。

背景技术

目前，通过精馏来分离空气是众所周知的，在这样一种适于生产液态产品的分离空气的设备中，对已压缩的空气流在进行压缩步骤，通过与至少一个分离产品间的热交换，冷却再压缩空气的第一物流和至少部分液化的冷却的第一物流，通过对外做功使至少一个再压缩空的第二物流膨胀，精馏至少一部分液化空气和至少一部分膨胀的第二空气流，因此，如果另外需要气态氧气产品，可以从精馏过程中以整齐的形式财产，或者以液态的形式采出并蒸发，这一蒸发通常是与进料空气进行热交换的。第二空气流的膨胀满足了设备在冷冻方面的要求，大部分的冷冻是由于必须以不同与气态产品的方式采出液态产品，通常，每一种产品都是以恒定的速率生产的，用这种设备来分离空气得到不同形态的氧、氮产品，特别是压力较高的氧、氮产品，单位产品的电耗较高，设备的性价比较差。

中国专利公开号为CN1208846A，授权公开日为1999年02月24日，发明的名称为空气分离装置，该申请案公开了一种空气分离装置，包括空气压缩机、用于驱动空气压缩机的燃气轮机、氮产品压缩机、和用于驱动氮产品压缩机的汽轮机。所述的汽轮机形成为包括蒸汽发生器的回路的一部分，在所述的回路中能通过水与从燃气轮机或从另外的燃气轮机中排出的热烟气进行热交换而产生蒸汽。其中不足之处是该设备生产不同形态的氧、氮产品，特别是压力较高的氧、氮产品，单位产品的电耗较高，设备的性价比较差。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有设备生产不同形态的氧、氮产品，特别是压力较高的氧、氮产品，单位产品的电耗较高，设备的性价比较差的问题，提供了一种电耗低性价比高的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置。

为实现以上目的，本实用新型的技术方案是一种空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，包括压缩机、主换热器和精馏塔，压缩机的出口连接有纯化装置，所述的精馏塔包括上塔和下塔，所述的上塔底部设有冷凝蒸发器，所述的纯化装置连接有增压机，所述的增压机的出口连接有氧换热器，所述的氧换热器的出口与下塔的底部连接，所述的下塔底部进口与主换热器的出口连接，所述的下塔底部的出口连接有液空过冷器，所述的液空过冷器第一出口与上塔中部连接，所述的上塔底部第一出口和下塔顶部第一出口同时与主冷凝蒸发器连接，所述的上塔底部第二出口和下塔顶部第二出口同时与液空过冷器连接，所述的液空过冷器第二出口与上塔顶部连接，所述的上塔底部第三出口连接有液氧过冷器，所述的液氧过冷器第一出口连接有低温液体泵，所述的低温液体泵的出口管穿过氧换热器，所述的上塔顶部出口管同时穿过液空过冷器和液氧过冷器，再次穿过主换热器与污氮膨胀机连接，所述的污氮膨胀机出口管依次穿过液空过冷器、主换热器和复热器与膨胀机增压器连接。在空气分离设备中增加了利用污氮为工质的膨胀机，降低了空气分离过程中电能的消耗，使分离出不同形态的氧氮产品的性价比高。

作为优选，所述的增压机和氧换热器之间连接有预冷机。在压缩空气进入氧换热器之前，利用预冷机压缩空气进行冷却，在一定程度上增加了氧换热器的换热效率。

作为优选，所述的预冷机为水冷却器。预冷机为水冷却器，利用水作为工作介质，相比电冷却期而言，在一定程度上降低了设备在分离空气时对电能的消耗

作为优选，所述的液空过冷器的第二出口管上设有液氮出口。液空过冷器的第二出口管上的液氮出口可为使用者提供液态氮气。

作为优选，所述的液氧过冷器和低温液体泵的连接管上设有液氧出口。液氧过冷器和低温液体泵的连接管上的液氧出口可为使用者提供液态氧气。

作为优选，所述的氧换热器上设有压力氧出口。上塔底部产生的氧气通过主换热器换热后，在压力氧出口为使用者提供各种压力的气态氧气。

作为优选，所述的主换热器上设有氮气出口。主换热器上的氮气出口可为使用者提供各种压力的气态氮气。

本实用新型具有以下有益效果：采用本使用新型设备可使产品质量提高、造价大幅降低，单位产品的电耗比同类内压缩流程有显著下降，可优化设备的性价比，比同类外压缩流程更为安全可靠，操作及维护简单。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

1、增压机；2、预冷机；3、主换热器；4、氧换热器；5、污氮膨胀机；6、上塔；7、下塔；8、冷凝蒸发器；9、液空过冷器；10、液氧过冷器；11、低温液体泵；12、复热器；13、膨胀机增压器；14、液空过冷器第一出口；15、上塔底部第一出口；16、下塔顶部第一出口；17、上塔底部第二出口、18、下塔顶部第二出口、19、上塔底部第三出口；20、液空过冷器第二出口；21、液氧出口；22、液氮出口；23、压力氧出口；24、氮气出口、25、工艺使用点；26、压缩机；27、纯化装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的说明：

实施例：空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置（见附图1），包括压缩机1、主换热器3和精馏塔，精馏塔包括上塔6和下塔7，上塔6底部设有冷凝蒸发器8，压缩机26的出口连接纯化装置27，纯化装置27的连接有增压机1，增压机1连接有氧换热器4，氧换热器上设有压力氧出口23，压缩机1和氧换热器4之间连接有预冷机2，预冷机为水冷却器，氧换热器4的出口与下塔7的底部连接，下塔7底部进口与主换热器3的出口连接，主换热器上设有氮气出口24，下塔底部的出口连接有液空过冷器9，液空过冷器第一出口14与上塔中部连接，上塔底部第一出口15和下塔顶部第一出口16同时与主换热器4连接，上塔底部第二出口17和下塔顶部第二出口18同时与液空过冷器9连接，液空过冷器第二出口20与上塔顶部连接，液空过冷器的第二出口管上设有液氮出口21，上塔底部第三出口19连接有液氧过冷器10，液氧过冷器10第一出口连接有低温液体泵11，液氧过冷器和低温液体泵的连接管上设有液氧出口22，低温液体泵11的出口管穿过氧换热器4，上塔顶部出口管同时穿过液空过冷器9和液氧过冷器10，再次穿过主换热器4与污氮膨胀机5连接，污氮膨胀机5出口管依次穿过液空过冷器、主换热器和复热器12与膨胀机增压器13连接，膨胀机增压器13的出口连接到工艺使用点25。

空气分离装置的工作流程为：经过压缩机26压缩的空气，在预冷机2中冷却并在纯化装置27中除去水分、二氧化碳及乙炔等有害杂质后，一路空气经主换热器3，与返流气体换热冷却到饱和温度及部分液化后，进入精馏塔下塔7的底部，另一路空气经增压机1增压及预冷机冷却后进入氧换热器4，与返流压力氧换热后冷却到接近饱和温度，经节流膨胀后进入精馏塔下塔7的底部；经分离出液体后成为下塔的上升气流，在塔板上与下流液体充分接触进行热质交换，在下塔的底部得到富氧液空；富氧液空被引出下塔后，经液空过冷器9被上塔顶部抽出的返流污氮及膨胀后污氮过冷，再经节流膨胀进入上他中部作为上塔6精馏的回流液，在下塔的顶部得到氮气，少部分氮气可作产品引出，经复热后外供，大部分氮气在两塔之间的冷凝蒸发器8与液氧换热被冷凝成液氮，其中一部分液氮成为下塔精馏的回流液，其余的液氮从冷凝蒸发器下部引出后，经液空过冷器9被上塔顶部抽出的返流污氮及膨胀后污氮过冷，少部分液氮作为产品外供，大部分液氮经节流膨胀进入上塔顶部作上塔精馏的回流液；在塔板上下流液体与上升气流充分接触进行热质交换，在上塔底部得到液氧，积在冷凝蒸发器8里，引出一部分液氧经液氧过冷器10后可作为产品外供和经低温液体泵11升压后再在氧换热器复热后去使用点，大部分液氧在冷凝蒸发器内被氮气加热成氧气作为上塔的上升蒸汽，上塔顶部得到返流污氮，返流污氮被引出上塔后，去过冷器、主换热器冷段，经复热后去污氮膨胀机5产冷，膨胀后的污氮再经过冷器及主换热器复热后去工艺使用点上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims

1. 一种空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，包括压缩机、主换热器和精馏塔，压缩机的出口连接有纯化装置，其特征是，所述的精馏塔包括上塔和下塔，所述的上塔底部设有冷凝蒸发器，所述的纯化装置连接有增压机，所述的增压机的出口连接有氧换热器，所述的氧换热器的出口与下塔的底部连接，所述的下塔底部进口与主换热器的出口连接，所述的下塔底部的出口连接有液空过冷器，所述的液空过冷器第一出口与上塔中部连接，所述的上塔底部第一出口和下塔顶部第一出口同时与主换热器连接，所述的上塔底部第二出口和下塔顶部第二出口同时与液空过冷器连接，所述的液空过冷器第二出口与上塔顶部连接，所述的上塔底部第三出口连接有液氧过冷器，所述的液氧过冷器第一出口连接有低温液体泵，所述的低温液体泵的出口管穿过氧换热器，所述的上塔顶部出口管同时穿过液空过冷器和液氧过冷器，再次穿过主换热器与污氮膨胀机连接，所述的污氮膨胀机出口管依次穿过液空过冷器、主换热器和复热器与膨胀机增压器连接。

2.根据权利要求1所述的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，其特征是，所述的增压机和氧换热器之间连接有预冷机。

3.根据权利要求2所述的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，其特征是，所述的预冷机为水冷却器。

4.根据权利要求1或2或3所述的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，其特征是，所述的液空过冷器的第二出口管上设有液氮出口。

5.根据权利要求1或2或3所述的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，其特征是，所述的液氧过冷器和低温液体泵的连接管上设有液氧出口。

6.根据权利要求1或2或3所述的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，其特征是，所述的氧换热器上设有压力氧出口。

7.根据权利要求1或2或3所述的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，其特征是，所述的主换热器上设有氮气出口。