用于分离二氧化碳和至少一种其它气体的混合物以及用于通过低温蒸馏分离空气的设备和集成方法技术

一种用于分离二氧化碳和至少一种其它气体的混合物以及通过空气蒸馏来分离空气的集成设备，包括：用于分离含有二氧化碳和至少一种其它气体的气态混合物以便产生富二氧化碳气体和贫含二氧化碳的气体的单元（CPU），用于通过低温蒸馏分离空气以便产生至少一股富氮气体流（17）的空气分离单元（ASU），通过直接接触运行的水冷却塔，用于将水送至所述塔的顶部的管线，用于将富氮气体流的至少一部分送至所述塔的较低高度的管线，用于将被冷却的水从所述塔中抽出的已冷却水管线（15），以及用于冷却空气分离单元上游的空气（1）的装置；所述已冷却水管线连接至用于冷却空气分离单元上游的空气的装置以及连接至用于分离气态混合物的单元的进口和/或出口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于分离二氧化碳和至少一种其它气体的混合物以及通过空气蒸馏来分离空气的集成设备，包括：用于分离含有二氧化碳和至少一种其它气体的气态混合物以便产生富二氧化碳气体和贫含二氧化碳的气体的单元（CPU），用于通过低温蒸馏分离空气以便产生至少一股富氮气体流（17）的空气分离单元（ASU），通过直接接触运行的水冷却塔，用于将水送至所述塔的顶部的管线，用于将富氮气体流的至少一部分送至所述塔的较低高度的管线，用于将被冷却的水从所述塔中抽出的已冷却水管线（15），以及用于冷却空气分离单元上游的空气（1）的装置；所述已冷却水管线连接至用于冷却空气分离单元上游的空气的装置以及连接至用于分离气态混合物的单元的进口和/或出口。【专利说明】用于分离二氧化碳和至少一种其它气体的混合物以及用于通过低温蒸馏分离空气的设备和集成方法本专利技术涉及用于分离二氧化碳和至少一种其它气体的混合物以及用于通过低温蒸馏分离空气的设备和集成方法。本专利技术尤其涉及用于分离二氧化碳和至少一种其它气体的混合物以及用于通过低温蒸馏分离空气的设备和集成方法，其中利用水冷却来冷却混合物和/或分离的上游的空气。处理富含CO2(基于干燥基准大于35%体积、优选地大于70%)的进料的压缩和净化设备基本上生产CO2含量低于进料并且含有将从产物中被提取出的气体的流。CO2的净化可以由于一次或多次部分冷凝或通过膜分离或任何其它工艺(吸附、低温冷凝等)而发生。在上述提到的某些工艺中，不纯气体流是干燥产物。通过利用例如胺洗涤来分离将不是这种情况，其中分离的两种产物(CO2和残余气体)将是湿的。大多数CO2处理单元包括干燥被处理的气体的步骤。这能藉由吸附而干燥。干燥气体必须随后被用于在吸附剂被水饱和时使吸附剂再生。现有技术提供了在高压或低压下使用从CO2或残余气体的储器蒸发的气体。本专利技术根据某些替代实施例提出了另一用于干燥残余气体的用途。它们可以在通过直接接触运行的塔中被水饱和，使得可以降低未蒸发水的温度以及生产冷却水。这种方法通常用在用于在“水-氮塔”中分离空气的设备上用以通过热量交换以及蒸发来自用于分离空气的设备的冷氮来冷却水。由EP-A-1712858可知在水冷却塔内使用贫含二氧化碳的气体冷却水。EP-A-0503190公开了用于分离二氧化碳、氧和氮的混合物的设备的水冷却系统，其中水冷却塔被供应有水和来自用于分离空气的设备的膨胀的氮，其中被冷却的水随后用于冷却待分离的混合物。在被送至所述塔之前，氮被送至蒸馏塔的顶部冷凝器并且随后被送至待分离的混合物的冷却交换器。这种复杂的设置要求存在涡轮使得氮具有足够的冷量以提供所需的冷量。不能认为该冷量会足以冷却用于分离混合物的设备和用于分离空气的设备两者所用的水。对于其中不可冷凝的物质相对于被处理的总流量的流量明显低于空气中的氮的情况，水冷却的第一部分可在“不可冷凝的水”塔中进行，其中冷却的第一部分由制冷单元内的冷却的第二部分补充。当用于分离空气的设备具有定位在用于分离二氧化碳和至少一种其它气体的混合物的设备的附近的水冷却塔时，利用水-氮塔以生产用于两个设备以及还可能地使其中的不可冷凝物质(其将随后分享氮的排放)饱和的冷水将允许获得相对于使用两个独立的塔的投入的实际收益。必须不惜任何代价地阻止不可冷凝的物质中包含的CO2藉由用于将干燥的氮传递至水-氮塔的管线而升高返回到用于分离空气的设备中。在如降级模式的正常运行中，存在将CO2引入用于分离空气的设备的真正风险和当CO2已经冻结时堵塞该设备的真正风险。可以想到以高于氮的第二高度将CO2引到塔中。然而，要注意的是该风险与允许湿气/水分进入用于分离空气的设备的冷箱中的风险相似，除了不可冷凝物质在压力下到达而当氮已经变湿时，其必然处于低于其在冷箱内的压力的压力下，因为其来自于冷箱。也被声称具有创造性的预防性措施在于使不可冷凝物质充分远离塔膨胀，使得经过一被认为合理的距离，塔的供应管线内的用于不可冷凝物质管线的压力低于用于氮管线的压力。根据一种尤其简单的替代方案，所述方法包括通过使用来自ASU的氮、可能地来自用于分离CO2和至少一种其它气体的混合物的单元的至少一种气体(其可以例如是氮、氧、氩、一氧化碳、氢、甲烷、NO2或这些气体中的至少两种的混合物)来冷却水。根据本专利技术的一个目的，提供一种用于分离二氧化碳和至少一种其它气体的混合物以及通过空气蒸馏分离空气的集成设备，包括:用于分离含有二氧化碳和至少一种其它气体的气态混合物以便产生富二氧化碳气体和贫含二氧化碳的气体的单元，用于通过低温蒸馏分离空气以便产生至少一股富氮气体流的空气分离单元，其特征在于，该集成设备包括通过直接接触运行的水冷却塔，用于将水送至所述塔的顶部的管线，用于将所述富氮气体流的至少一部分送至所述塔的较低高度/位置的管线，用于从所述塔抽取已冷却的水的已冷却水管线，以及用于冷却所述空气分离单元上游的空气的装置，所述已冷却水管线连接至用于冷却所述空气分离单元上游的空气的装置以及连接至用于分离气态混合物的所述单元的进口和/或出口。根据本专利技术的其它可选方面:-用于冷却空气分离单元上游的空气的所述装置由水冷却塔和用于将加热的水从洗涤塔送至水冷却塔的管线组成；-所述已冷却水管线适于将被冷却的水从塔送至用于分离混合物的单元以便向待被分离的气态混合物和/或向来自分离的产物提供冷量；-集成设备包括富氧燃烧单元，用于将氧从空气分离设备送至富氧燃烧单元的管线，以及用于将来自富氧燃烧的烟气作为气态混合物送至用于分离混合物的单元的管线；-设备包括用于将贫含二氧化碳的气体送至水冷却塔的管线，其中可能地富氮气体流的引入高度低于塔的输送贫含二氧化碳的气体的高度；-设备包括机械制冷单元，以便在用于冷却所述空气分离单元上游的空气的所述装置的上游和/或在将在所述冷却塔中冷却的水送至所述用于分离气态混合物的单元之前冷却在所述冷却塔中冷却的水。根据本专利技术的另一目的，提供一种用于分离二氧化碳和至少一种其它气体的混合物以及用于通过空气蒸馏分离空气的集成方法，包括:用于分离含有二氧化碳和至少一种其它气体的气态混合物以便产生富二氧化碳气体和贫含二氧化碳的气体的单元，和用于通过低温蒸馏分离空气以便产生至少一股富氮气体流的空气分离单元，其特征在于，水在通过与富氮气体流直接接触而运行的水冷却塔中被冷却，意在用于所述空气分离单元的空气利用在冷却塔中冷却的水被冷却，意在用于所述用于分离气态混合物的单元的气态混合物和/或来自所述用于分离气态混合物的单元的产物利用来自冷却塔的已冷却的水冷却。根据其它可选方面:-空气分离单元上游的空气在洗涤塔中被由在水冷却塔中冷却的水供应的水冷却；-将来自用于分离空气的一个或所述设备的氧送至富氧燃烧单元，将来自富氧燃烧的烟气作为气态混合物送至用于分离混合物的单元；-将贫含二氧化碳的气体从用于分离气态混合物的单元送至水冷却塔；-富氮气体流的引入高度低于塔的输送贫含二氧化碳的气体的高度；-在用于冷却空气分离单元上游的空气的装置的上游和在用于分离气态混合物的单元的上游，在冷却塔中冷却的水借助机械制冷单元被冷却；-贫含二氧化碳的气体在阀中膨胀至一压力，该压力低于富氮气体流被引入水冷却塔中的压力；-混合物中的至少一种其它气体是氮、氧、氩、氢、一氧化碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分离二氧化碳和至少一种其它气体的混合物以及用于通过空气蒸馏分离空气的集成设备，包括：用于分离含有二氧化碳和至少一种其它气体的气态混合物以便产生富二氧化碳气体和贫含二氧化碳的气体的单元（CPU），用于通过低温蒸馏分离空气以便产生至少一股富氮气体流（17）的空气分离单元（ASU），通过直接接触运行的水冷却塔（33），用于将水送至所述塔的顶部的管线（31），用于将所述富氮气体流的至少一部分送至所述塔的较低高度的管线，用于从所述塔抽取经冷却的水的冷却水管线（15，23，27，37），以及用于冷却所述空气分离单元上游的空气的装置，所述冷却水管线连接至用于冷却所述空气分离单元上游的空气的装置（133）以及连接至用于分离气态混合物的所述单元的进口和/或出口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·科尼亚尔，A·达德，B·达维迪安，R·杜贝蒂尔格勒尼耶，F·洛克伍德，C·萨姆卢斯基，X·特拉维萨，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR