氧后备方法及系统技术方案

一种用于空气分离设备中的后备供应氧的方法和后备系统，其中在正常操作期间，富氧液体流泵送穿过从缓冲罐延伸至换热器的主流通路，以输送氧产物。缓冲罐接收来自设备的低压塔的底部区域的富氧液体。此外，在正常操作期间，富氧液体流也经由后备流通路引入备用储存罐。在空气分离设备停止操作的临时操作期间，缓冲罐被隔离且液体从缓冲罐经由辅助流通路泵送至辅助汽化器，以继续氧产物的供应，且缓冲罐由先前储存在备用储存罐中的富氧液体再填充。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于空气分离设备中的氧供应的后备方法及系统，其中由空气分离设备的低压塔的富氧液体塔底沉积物构成的液体氧流泵送且然后加热来供应氧。更具体而言，本专利技术涉及此类方法和系统，其中在空气分离设备的正常操作期间，富氧液体流从连接到低压塔上的缓冲罐泵送，且然后泵送至空气分离设备的换热器，而备选地，在空气分离设备停止操作的临时操作期间，富氧液体流被泵送至辅助汽化器。更具体地，本专利技术涉及这样的方法和系统，其中在临时操作期间，缓冲罐由先前在正常操作期间储存在备用储存罐中的液体氧再填充。
技术介绍
氧经由空气分离设备内的空气的低温分离来供应。如本领域公知那样，空气在此类设备中通过如下来分离：将空气压缩、纯化且冷却至适于其蒸馏的温度且然后在蒸馏塔系统中分离空气。蒸馏塔系统通常使用热联结的高压塔和低压塔。在高压塔内，空气分离成富氮蒸气塔顶馏出物和富氧液体塔底沉积物，其称为釜液或粗液体氧。塔底沉积物在低压塔中进一步提纯来产生富氧液体作为塔底沉积物。塔之间的联结可借助于位于低压塔内的冷凝器重沸器实现，以汽化富氧液体塔底沉积物的一部分，而使高压塔的富氮蒸气冷凝。冷凝的富氮蒸气可用作两个塔的回流，且所产生的加热富氧液体充当低压塔的滚沸物。氧通过在用于冷却至少一部分空气的换热器内加热由低压塔中产生的富氧液体塔底沉积物构成的富氧流来从空气分离设备供应。在期望氧处于高压的情况下，富氧液体流可在加热之前泵送，以在加热之后产生高压蒸气或超临界流体。在许多应用中，空气分离设备的运营者必须保证氧供应。在某些应用中，即使氧供应的间歇性中断也是不允许的。供应故障可由空气分离设备的正常操作的停止引起，停止可由关键构件(例如，压缩机或涡轮事故停机)的故障引起。在此情况下，空气分离设备变热，且蒸馏塔内的液体落到其底部区域。当设备能够重启时，氧纯度可能不够高而不能在特别协定的应用中使用。如此，即使在设备重启之后，在设备可回到管线中来再次供应氧之前还存在延迟。为了确保氧在压力下输送，已知将设备内产生的液体氧的一部分累积在远端储存罐或其它储存器内。在临时事件期间，当设备操作中断时，氧可从储存罐泵送至辅助汽化器，以便在临时期间供应氧。通常，一组泵设在空气分离设备的冷箱中，以用于在正常操作期间泵送富氧液体，且还提供了与储存罐相关联的另一组泵，以用于在临时期间泵送富氧液体。这意味较大的资金花费，因为必须购买、操作和维护两组泵和相关联的阀和仪器，且这些泵必须为专用于高压氧服务。美国专利申请第2008/0184736号中示出了另一种装置。在此情况中，液体从低压塔釜流至外部储存罐，其从外部储存罐泵送且发送至设备的换热器。此类设备设计的问题在于，液体从设备不断输出至储存罐，且连同此输出，热泄漏到用于容纳蒸馏塔和热端的冷箱中引起否则将保持设备平衡的制冷从设备换热器损失。这由以下事实而加重：大液体储存器还容纳了用于在临时期间延长后备的液体，且由于其尺寸而可能定位成离塔冷箱一定距离。因此，此类设施中存在损失，其通过在设备的总体功率消耗增加下供应增大的制冷来补偿。如将论述那样，本专利技术提供了一种与空气分离设备结合使用的方法和氧供应系统，其中除其它优点外，可实现的是不使用设备临时事件期间仅与供应氧相关联的额外的泵，且其本身以更大能效的方式操作。
技术实现思路
本专利技术提供了一种空气分离设备内的后备的供应氧的方法，其中通过泵送富氧液体构成的液体氧流来产生泵送的液体氧流。富氧液体由空气分离设备的低压塔的下降液体与高压塔的富氮蒸气塔顶馏出物之间的间接热交换产生。泵送的液体氧流被加热来产生氧供应。在空气分离设备的正常操作期间，富氧液体流至少间断标准地给送至缓冲罐和备用储存罐，备用储存罐容积大于缓冲罐，且位于比缓冲罐离低压塔更远，以便富氧液体累积在缓冲罐中，且富氧液体储存在备用储存罐内作为后备供应。泵送的液体氧流在换热器内加热，换热器用于将空气的至少一部分冷却至适用于其在空气分离设备内的低温精馏的温度。因此，此类汽化在正常操作期间产生了氧供应。在空气分离设备的临时操作期间，其中空气分离设备停止操作，缓冲罐被隔离，使得缓冲罐不接收富氧液体。此时间期间的液体氧流从缓冲罐泵送来产生泵送的液体氧流，且泵送的液体氧流现在在辅助汽化器内加热来在临时操作期间产生氧供应。缓冲罐由从备用储存罐去除的后备富氧液体流来再填充。该后备流由备用储存罐内的后备供应构成。由于富氧液体在空气分离设备的正常操作和临时操作的情况下从缓冲罐泵送至设备换热器，故不需要单独的能够输送临时操作期间提供产物输送来从备用储存罐泵送液体氧所需的压力的泵。因此，本专利技术的实施通过剔除与获得、操作和维护与临时操作中的备用储存罐相关联的单独的高压泵的成本而导致了低成本。尽管如将论述那样，实际上液体通过使用输送泵来从备用储存罐促动，但此泵为低成本物件，其不能泵送富氧液体至一般在加压氧产物的实际供应中需要的输送压力。此外，本专利技术中存在固有的优于现有技术的能量节省。由于缓冲罐位于比备用储存罐更接近空气分离设备，且具有其较小容积，故本专利技术中的制冷损失少于现有技术，其中储存后备的富氧液体不断发送至和从位于离空气分离设备一定距离的备用储存罐供应。此外，由于缓冲罐容积小于备用储存罐，故其可位于收纳设备的塔的冷箱中，或利用很短的绝热管路延伸而至少紧挨地置于冷箱外，这也减轻了损失。此外，缓冲罐关于储存罐的邻近和缓冲罐的操作压力意味着在缓冲罐的情况下，从热泄漏和从引导回相应的罐的氧泵的再循环生成的闪蒸蒸气更容易捕集到且返回过程中。作为优选，在空气分离设备的正常操作期间，缓冲罐不断接收富氧液体流之一，且因此不断将富氧液体累积在缓冲罐内，且液体氧流从缓冲罐泵送来产生泵送的液体氧流。缓冲罐可连接到低压塔的底部区域上，以接收富氧液体流之一。在空气分离设备的临时操作期间，空气分离设备重启，且在空气分离设备重启期间，来自低压塔的底部区域的不纯液体氧流与液体氧流分开泵送，且随后在换热器中加热，直到在不纯的液体氧流达到生产纯度，其与液体氧流的纯度相等。在获得生产纯度之后，缓冲罐再连接到低压塔上以接收富氧液体流之一，且不纯液体氧流的分开泵送结束。在两个平行流通路内，液体氧流可由主泵泵送，且不纯液体氧流由待用泵泵送。各个平行流通路在一端处，能够有选择地连接到低压塔的底部区域上或备选地连接到缓冲罐上。而在另一端处，能够有选择地连接到换热器上或备选地连接到辅助汽化器上，使得待用泵也能够代替主泵来泵送液体氧，且主泵也能够代替待用泵来泵送不纯液体氧流。待用泵可在空气分离设备的正常操作期间通过使富氧液体的一部分沿再循环通路再循环来持续操作，以便将泵保持在冷准备状态，且使主泵故障的情况中的产物供应的中断最小化。在本专利技术的任何实施例中，备用储存罐可连接到缓冲储存罐上，以在空气分离设备的正常操作期间从缓冲罐接收另一富氧液体流。本专利技术还提供了一种用于空气分离设备内的后备供应氧的后备系统。根据本专利技术的该方面，缓冲罐和备用储存罐提供成接收由空气分离设备的低压塔的下降液体与高压塔的富氮蒸气塔顶馏出物之间的间接热交换产生的富氧液体流。备用储存罐具有大于缓冲罐的容积，且位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气分离设备中的后备供应氧的方法，所述方法包括：泵送所述空气分离设备的低压塔的下降液体与高压塔的富氮蒸气塔顶馏出物之间的间接热交换产生的富氧液体构成的液体氧流，以产生泵送的液体氧流，且加热所述泵送的液体氧流来产生氧供应；在所述空气分离设备的正常操作期间：至少以间断标准将富氧液体流给送至缓冲罐和容积大于所述缓冲罐，且位于比所述缓冲罐离所述低压塔更远的备用储存罐，以便富氧液体累积在所述缓冲罐中，且富氧液体储存在所述备用储存罐内作为后备供应；以及在换热器内加热所述泵送的液体氧流，从而在所述正常操作期间产生氧供应，所述换热器用于将空气的至少一部分冷却至适于其在所述空气分离设备内低温精馏的温度；以及在所述空气分离设备停止操作的所述空气分离设备的临时操作期间：隔离所述缓冲罐使得所述缓冲罐不再接收富氧液体；泵送来自所述缓冲罐的液体氧流来产生所述泵送的液体氧流，且在辅助汽化器内加热所述泵送的液体氧流，以在所述临时操作期间产生氧供应；以及用从所述备用储存罐移出的富氧液体的后备流来再填充所述缓冲罐，所述后备流由所述备用储存罐内的后备供应构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种空气分离设备中的后备供应氧的方法，所述方法包括：
泵送所述空气分离设备的低压塔的下降液体与高压塔的富氮蒸气塔顶馏出物之间的间接热交换产生的富氧液体构成的液体氧流，以产生泵送的液体氧流，且加热所述泵送的液体氧流来产生氧供应；
在所述空气分离设备的正常操作期间：
至少以间断标准将富氧液体流给送至缓冲罐和容积大于所述缓冲罐，且位于比所述缓冲罐离所述低压塔更远的备用储存罐，以便富氧液体累积在所述缓冲罐中，且富氧液体储存在所述备用储存罐内作为后备供应；以及
在换热器内加热所述泵送的液体氧流，从而在所述正常操作期间产生氧供应，所述换热器用于将空气的至少一部分冷却至适于其在所述空气分离设备内低温精馏的温度；以及
在所述空气分离设备停止操作的所述空气分离设备的临时操作期间：
隔离所述缓冲罐使得所述缓冲罐不再接收富氧液体；
泵送来自所述缓冲罐的液体氧流来产生所述泵送的液体氧流，且在辅助汽化器内加热所述泵送的液体氧流，以在所述临时操作期间产生氧供应；以及
用从所述备用储存罐移出的富氧液体的后备流来再填充所述缓冲罐，所述后备流由所述备用储存罐内的后备供应构成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述空气分离设备的正常操作期间，所述缓冲罐不断接收富氧液体流之一，且因此不断将富氧液体累积在所述缓冲罐内，且所述液体氧流从所述缓冲罐泵送来产生所述泵送的液体氧流。
3.根据权利要2述的方法，其特征在于：
在所述空气分离设备的正常操作期间，所述缓冲罐连接到所述低压塔的底部区域上，以接收富氧液体流之一；
在所述空气分离设备的临时操作期间，所述空气分离设备被重启；
在所述空气分离设备重启期间，来自所述低压塔的底部区域的不纯液体氧流与所述液体氧流分开泵送，且随后在所述换热器中加热，直到所述不纯液体氧流达到等于所述液体氧流的纯度的生产纯度；以及
在达到生产纯度之后，所述缓冲罐再连接到所述低压塔的底部区域上，以接收富氧液体流之一，且结束所述不纯液体氧流的分开泵送。
4.根据权利要3述的方法，其特征在于：
在两个平行流通路内，所述液体氧流由主泵泵送，且所述不纯液体氧流由待用泵泵送，所述两个平行流通路各自在一端处能够有选择地连接到所述低压塔的底部区域上，或备选地，所述缓冲罐上，且在另一端处能够有选择地连接到所述换热器上，或备选地，所述辅助汽化器上，使得所述待用泵也能够替代所述主泵泵送液体氧，且所述主泵也能够替代所述待用泵送所述不纯液体氧流；以及
所述待用泵在所述空气分离设备的正常操作期间通过使富氧液体的一部分沿再循环通路再循环来持续操作。
5.根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于，在所述空气分离设备的正常操作期间，所述备用储存罐连接到所述缓冲罐上，以接收来自所述缓冲罐的另一富氧液体流。
6.一种空气分离设备内的后备氧供应的后备系统，所述供应系统包括：
缓冲罐和备用储存罐，所述缓冲罐和备用储存罐适于接收由所述空气分离设备的低压塔的下降液体与高压塔的富氮蒸气塔顶馏出物之间的间接热交换产生的富氧液体流；
所述备用储存罐容积大于所述缓冲罐，且位于比所述缓冲罐离所述低压塔更远；
辅助汽化器；
流网络，其具有主流通路、辅助流通路和后备流通路；
所述主流通路连接到换热器上且包含主泵，所述换热器用于将空气的至少一部分冷却到适用于其低温精馏的温度，所述主泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：D帕斯尼克，JP米赫，JF比林汉，GA保利诺，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US