气体制备系统及利用空气分离和制备设备进行发电的系统技术方案

本发明专利技术涉及气体制备热能回收利用技术领域，尤其涉及一种气体制备系统及利用空气分离和制备设备进行发电的系统。该气体制备系统包括气体制备管路和热能利用管路；气体制备管路包括依次连通的气体管路入口、气体预冷装置和气体管路出口；热能利用管路包括N个循环回路；N为1时，第一循环回路包括气体预冷装置、一级汽轮机、一级冷凝器和一级液体泵；N≥2时，第N循环回路包括N‑1级冷凝器、N级汽轮机、N级冷凝器和N级液体泵。该利用空气分离和制备设备进行发电的系统包括气体制备系统。本发明专利技术提供的气体制备系统及利用空气分离和制备设备进行发电的系统，用于解决现有技术中存在的热能浪费的技术问题。

A system of gas preparation and a system for generating electricity by air separation and preparation equipment

The invention relates to the field of gas preparation, heat recovery and utilization technology, in particular to a gas preparation system and a power generation system using air separation and preparation equipment. The gas preparation system includes gas preparation pipeline and heat utilization pipeline; gas pipeline preparation includes sequentially communicated gas pipeline entrance, gas pre cooling device and the gas pipeline exports; energy use pipeline includes N loop; when N is 1, the first loop includes a gas pre cooling device, a steam turbine, a a class of condenser and liquid pump; when N is greater than 2, the N loop includes N 1 stage condenser, steam turbine, N N and N liquid pump condenser. The system that uses air separation and preparation equipment to generate electricity includes a gas preparation system. The invention provides a gas preparation system and a power generation system using air separation and preparation equipment to solve the technical problems of thermal energy waste existing in the existing technology.

【技术实现步骤摘要】
气体制备系统及利用空气分离和制备设备进行发电的系统
本专利技术涉及气体制备热能回收利用
，尤其涉及一种气体制备系统及利用空气分离和制备设备进行发电的系统。
技术介绍
空分，就是用来把空气中的各组份气体分离，生产氧气、氮气、氩气，还有稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡等的一套工业设备。现有的空分的预冷装置采用水冷方式将热能排放至大气中，没有得到很好的利用，造成大量的热能的浪费。液化天然气工艺流程，是把天然气冷凝、压缩成为低温液体。目前通常采用水冷方式将天然气的制备和液化过程中产生的热能排放至大气中，没有得到很好的利用，造成大量的热能的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供气体制备系统，以解决现有技术中存在的热能浪费的技术问题。本专利技术的目的还在于提供利用空气分离和制备设备进行发电的系统，以解决现有技术中存在的热能浪费的技术问题。基于上述第一目的，本专利技术提供的气体制备系统，包括气体制备管路和热能利用管路；所述气体制备管路包括依次连通的气体管路入口、气体预冷装置和气体管路出口；所述气体管路入口与所述气体预冷装置之间设置有气体压缩装置，或者，所述气体预冷装置与所述气体管路出口之间设置有气体压缩装置；所述热能利用管路包括用于流通气液相变介质的N个循环回路；其中，N为大于等于1的整数；N为1时，第一循环回路包括首尾依次连通的所述气体预冷装置、一级汽轮机或一级膨胀机、一级冷凝器和一级液体泵；N为大于等于2的整数时，第N循环回路包括首尾依次连通的N-1级冷凝器、N级汽轮机或N级膨胀机、N级冷凝器和N级液体泵；所述N-1级冷凝器用于令流经第N循环回路的第N介质冷却N-1级汽轮机或N-1级膨胀机输出的第N-1介质；所述N级冷凝器用于冷却N级汽轮机或N级膨胀机输出的第N介质；所述第一循环回路的第一介质为低温液体介质；所述第N介质为标准大气压下沸点低于0摄氏度的低温液体介质；所述气体预冷装置用于令所述热能利用管路的第一循环回路的第一介质冷却所述气体制备管路的气体制备介质。本专利技术的可选技术方案为，所述气体制备管路包括气体热交换装置；所述气体热交换装置用于令从所述气体管路入口流向所述气体管路出口的气体制备介质冷却；所述气体管路入口、所述气体压缩装置、所述气体预冷装置和所述气体热交换装置依次连通；或者，所述气体管路入口、所述气体预冷装置、所述气体压缩装置和所述气体热交换装置依次连通。本专利技术的可选技术方案为，所述气体制备管路包括气体过滤装置和气体纯化装置；所述气体管路入口、所述气体过滤装置、所述气体压缩装置、所述气体预冷装置、所述气体纯化装置和所述气体热交换装置依次连通；或者，所述气体管路入口、所述气体过滤装置、所述气体预冷装置、所述气体压缩装置、所述气体纯化装置和所述气体热交换装置依次连通；或者，所述气体管路入口、所述气体过滤装置、所述气体预冷装置、所述气体纯化装置、所述气体压缩装置和所述气体热交换装置依次连通。本专利技术的可选技术方案为，所述气体管路出口连通气体分离装置；所述气体热交换装置包括气体反馈热交换装置和气体发电热交换装置；所述气体反馈热交换装置设置在所述气体发电热交换装置与所述气体分离装置之间；所述气体反馈热交换装置用于令所述气体分离装置输出的气体制备介质冷却从所述气体预冷装置流向所述气体管路出口的气体制备介质；所述气体发电热交换装置用于令所述热能利用管路的第N介质冷却所述气体制备管路的气体制备介质；所述气体预冷装置或者所述N级冷凝器的两端与所述气体发电热交换装置的两端分别连通；其中，N为大于等于1的整数。本专利技术的可选技术方案为，所述气体反馈热交换装置与所述气体分离装置之间设置有气体膨胀机。本专利技术的可选技术方案为，所述热能利用管路包括冷却直排管路；所述冷却直排管路包括依次连通的气体分离装置、所述N级冷凝器和冷却直排输出端；所述N级冷凝器用于令所述气体分离装置内的气体制备介质冷却所述N级汽轮机或所述N级膨胀机输出的第N介质，并输送给所述冷却直排输出端排出。本专利技术的可选技术方案为，所述热能利用管路包括冷却直排管路；所述冷却直排管路包括依次连通的冷却直排低温工质存储器、所述N级冷凝器和冷却直排输出端；所述N级冷凝器用于令所述冷却直排低温工质存储器内的冷却直排介质冷却所述N级汽轮机或所述N级膨胀机输出的第N介质，并输送给所述冷却直排输出端排出；所述冷却直排低温工质存储器与所述N级冷凝器之间设置有冷却直排液体泵，所述冷却直排液体泵用于令所述冷却直排低温工质存储器内的冷却直排介质输送给所述N级冷凝器；所述冷却直排低温工质存储器与所述冷却直排液体泵之间设置有冷却存储器出口阀门。本专利技术的可选技术方案为，所述的气体制备系统包括间接换热循环回路；所述间接换热循环回路包括首尾依次连通的所述气体热交换装置、间接压缩装置、间接换热装置和间接节流阀；所述气体热交换装置用于令所述间接换热循环回路的间接循环介质冷却从所述气体预冷装置流向所述气体管路出口的气体制备介质；所述间接换热装置用于令所述热能利用管路的第N介质冷却所述间接换热循环回路的间接循环介质；所述气体预冷装置或者所述N级冷凝器的两端与所述间接换热装置的两端分别连通。本专利技术的可选技术方案为，N为大于等于1的整数时，所述N级冷凝器与所述N级液体泵之间设置有用于存储第N介质的N级低温工质存储器；所述N级冷凝器与所述N级低温工质存储器之间连通有N级冷凝泵；所述N级冷凝泵用于令流经所述N级冷凝器的第N介质输入至所述N级低温工质存储器内；所述N级冷凝器与所述N级冷凝泵之间连通有N级液体分离器；所述N级液体分离器用于分离所述第N循环回路的第N介质，并将呈液相的第N介质输送给所述N级冷凝泵；所述N级冷凝泵与所述N级低温工质存储器之间设置有N级存储器入口阀门；所述N级液体泵与所述N级低温工质存储器之间设置有N级存储器出口阀门；所述N级低温工质存储器设置有N级存储器补偿排气阀；所述N级存储器补偿排气阀用于补偿或者排放所述N级低温工质存储器内的介质；所述N级冷凝器设置有N级冷凝补偿排气阀；所述N级冷凝补偿排气阀用于补偿或者排放所述N级冷凝器内的介质；所述N级汽轮机与所述N级冷凝器为一体装置，或者所述N级膨胀机与所述N级冷凝器为一体装置；所述第N循环回路设置有一处或者多处循环回路排放阀，所述循环回路排放阀用于排放所述第N循环回路内介质；所述N级汽轮机或所述N级膨胀机、所述N级冷凝器和所述N级液体泵外套有保温层；N为大于等于2的整数时，所述第N介质的沸点不高于所述第N-1介质的沸点；N为大于等于1的整数时，所述第N介质为二氧化碳、氨、氦、氢、氧、氩、氮、氟利昂、甲烷、乙烷、丙烷、天然气、煤气或者沼气；N为大于等于1的整数时，所述N级汽轮机或所述N级膨胀机驱动连接N级发电机或者驱动动力设备；所述气体制备介质为常温常压下沸点为零下的气体；所述气体制备介质为空气、天然气、甲烷、乙烷、氧气、氮气、氩气、氢气或者氦气；所述气体预冷装置外套有保温层；所述气体压缩装置外套有保温层；所述气体热交换装置外套有保温层。基于上述第二目的，本专利技术提供的利用空气分离和制备设备进行发电的系统，包括所述的气体制备系统。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的气体制备系统，包括气体制备管路；气体制备管路具体包括气体管路入口、气体预冷装置、气体管路出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体制备系统，其特征在于，包括气体制备管路和热能利用管路；所述气体制备管路包括依次连通的气体管路入口、气体预冷装置和气体管路出口；所述气体管路入口与所述气体预冷装置之间设置有气体压缩装置，或者，所述气体预冷装置与所述气体管路出口之间设置有气体压缩装置；所述热能利用管路包括用于流通气液相变介质的N个循环回路；其中，N为大于等于1的整数；N为1时，第一循环回路包括首尾依次连通的所述气体预冷装置、一级汽轮机或一级膨胀机、一级冷凝器和一级液体泵；N为大于等于2的整数时，第N循环回路包括首尾依次连通的N‑1级冷凝器、N级汽轮机或N级膨胀机、N级冷凝器和N级液体泵；所述N‑1级冷凝器用于令流经第N循环回路的第N介质冷却N‑1级汽轮机或N‑1级膨胀机输出的第N‑1介质；所述N级冷凝器用于冷却N级汽轮机或N级膨胀机输出的第N介质；所述第一循环回路的第一介质为低温液体介质；所述第N介质为标准大气压下沸点低于0摄氏度的低温液体介质；所述气体预冷装置用于令所述热能利用管路的第一循环回路的第一介质冷却所述气体制备管路的气体制备介质。

【技术特征摘要】
1.一种气体制备系统，其特征在于，包括气体制备管路和热能利用管路；所述气体制备管路包括依次连通的气体管路入口、气体预冷装置和气体管路出口；所述气体管路入口与所述气体预冷装置之间设置有气体压缩装置，或者，所述气体预冷装置与所述气体管路出口之间设置有气体压缩装置；所述热能利用管路包括用于流通气液相变介质的N个循环回路；其中，N为大于等于1的整数；N为1时，第一循环回路包括首尾依次连通的所述气体预冷装置、一级汽轮机或一级膨胀机、一级冷凝器和一级液体泵；N为大于等于2的整数时，第N循环回路包括首尾依次连通的N-1级冷凝器、N级汽轮机或N级膨胀机、N级冷凝器和N级液体泵；所述N-1级冷凝器用于令流经第N循环回路的第N介质冷却N-1级汽轮机或N-1级膨胀机输出的第N-1介质；所述N级冷凝器用于冷却N级汽轮机或N级膨胀机输出的第N介质；所述第一循环回路的第一介质为低温液体介质；所述第N介质为标准大气压下沸点低于0摄氏度的低温液体介质；所述气体预冷装置用于令所述热能利用管路的第一循环回路的第一介质冷却所述气体制备管路的气体制备介质。2.根据权利要求1所述的气体制备系统，其特征在于，所述气体制备管路包括气体热交换装置；所述气体热交换装置用于令从所述气体管路入口流向所述气体管路出口的气体制备介质冷却；所述气体管路入口、所述气体压缩装置、所述气体预冷装置和所述气体热交换装置依次连通；或者，所述气体管路入口、所述气体预冷装置、所述气体压缩装置和所述气体热交换装置依次连通。3.根据权利要求2所述的气体制备系统，其特征在于，所述气体制备管路包括气体过滤装置和气体纯化装置；所述气体管路入口、所述气体过滤装置、所述气体压缩装置、所述气体预冷装置、所述气体纯化装置和所述气体热交换装置依次连通；或者，所述气体管路入口、所述气体过滤装置、所述气体预冷装置、所述气体压缩装置、所述气体纯化装置和所述气体热交换装置依次连通；或者，所述气体管路入口、所述气体过滤装置、所述气体预冷装置、所述气体纯化装置、所述气体压缩装置和所述气体热交换装置依次连通。4.根据权利要求2所述的气体制备系统，其特征在于，所述气体管路出口连通气体分离装置；所述气体热交换装置包括气体反馈热交换装置和气体发电热交换装置；所述气体反馈热交换装置设置在所述气体发电热交换装置与所述气体分离装置之间；所述气体反馈热交换装置用于令所述气体分离装置输出的气体制备介质冷却从所述气体预冷装置流向所述气体管路出口的气体制备介质；所述气体发电热交换装置用于令所述热能利用管路的第N介质冷却所述气体制备管路的气体制备介质；所述气体预冷装置或者所述N级冷凝器的两端与所述气体发电热交换装置的两端分别连通；其中，N为大于等于1的整数。5.根据权利要求4所述的气体制备系统，其特征在于，所述气体反馈热交换装置与所述气体分离装置之间设置有气体膨胀机。6.根据权利要求4所述的气体制备系统，其特征在于，所述热能利用管路包括冷却直排管路；所述冷却直排管路包括依次连通的气体分离装置、所述N级冷凝器和冷却直排输出端；所述N级冷凝器用于令所述气体分离装置内的气体制备介质冷却所述N级汽轮机或所述N级膨胀机输出的第N介质，并输送给所述冷却直排输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁志远，
申请(专利权)人：翁志远，
类型：发明
国别省市：北京,11