增压膨胀机供气系统及空分设备技术方案

本发明专利技术提供了一种增压膨胀机供气系统及空分设备，属于空气分离技术领域，用于向分馏塔供气，包括空气净化装置、第一管路以及第二管路，第一管路上由第一管路的入口到分馏塔上塔之间依次设有第一冷却器、膨胀机带动的第一增压机、第二冷却器及膨胀机，第一管路上还设有用于为膨胀空气换热的主换热器，经过第一增压机的膨胀空气经过主换热器后进入膨胀机，第一管路上位于空气净化装置和第一冷却器之间还设有用于压缩进入第一管路的气体的第二增压机。空分设备采用了该增压膨胀机供气系统。本发明专利技术提供的增压膨胀机供气系统及空分设备，成本低，而且更加节能，气体提取率会大大提高。

Air supply system and air separation equipment for turbocharging expander

The invention provides a pressurized expander gas supply system and an air separation equipment, belonging to the air separation technology field, which is used to supply air to a fractionator, including an air purification device, a first pipeline, and a second pipe. The first turbocharger, the second cooler and the expander are also provided with the main heat exchanger for heat transfer for expansion air. The expansion air of the first turbocharger passes through the main heat exchanger and enters the expander. The first pipe is located in the air purification device and the first cooler, and is also used to compress into the first pipe. The second turbocharger of the gas. The air supply system for the air separation unit is adopted. The pressurized expander air supply system and the air separation device provided by the invention are low in cost and energy saving, and the gas extraction rate will be greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
增压膨胀机供气系统及空分设备
本专利技术属于空气分离
，更具体地说，是涉及一种增压膨胀机供气系统及采用该增压膨胀机供气系统的空分设备。
技术介绍
空分设备就是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备。空分设备供气是通过膨胀制冷的，整个空分设备的制冷严格遵循经典的制冷循环。通常提到的空分制冷设备，主要是指膨胀机。现阶段国产膨胀机受到材质的限制，膨胀量和转速互相制约，膨胀量越大，叶轮直径越大，边缘线速度有极限值，决定转速不能太高，无法达到高速高效，和美国膨胀机相比，制冷量低10％以上。美国膨胀机价格昂贵，相当于国产膨胀机的八到十倍。由于国产膨胀机效率低，就需要更大的膨胀气量，膨胀气量大，由于进入分馏上塔的气量不能过大，否则会干扰上塔精馏，所以会将膨胀气的一部分放掉，不进入上塔，从而造成分馏塔的提取率大幅降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种增压膨胀机供气系统及空分设备，旨在解决现有的空分设备供气，会造成分馏塔的提取率大幅降低的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种增压膨胀机供气系统，用于向分馏塔供气，包括用于过滤空气的空气净化装置、用于连通所述空气净化装置和分馏塔上塔的第一管路以及用于连通所述空气净化装置和分馏塔下塔的第二管路，所述第一管路上由第一管路的入口到分馏塔上塔之间依次设有第一冷却器、膨胀机带动的第一增压机、第二冷却器及膨胀机，所述第一管路上还设有用于为膨胀空气换热的主换热器，经过第一增压机的膨胀空气经过所述主换热器后进入膨胀机，所述第一管路上位于所述空气净化装置和所述第一冷却器之间还设有用于压缩进入第一管路的气体的第二增压机。进一步地，所述第一管路上还设有旁通流路，所述旁通流路的入口端位于所述增压机入口端的前侧，所述旁通流路的出口端位于所述增压机出口端的后侧；所述旁通流路上设有调节阀门。进一步地，所述调节阀门为气动薄膜调节阀。进一步地，所述第一增压机包括用于压缩进气的压缩叶轮，所述膨胀机包括用于和驱动所述压缩叶轮的膨胀机叶轮。进一步地，所述膨胀机叶轮与压缩叶轮同轴固定，或所述膨胀机叶轮与压缩叶轮通过传动结构连接。进一步地，经过所述第一增压机的膨胀空气经过所述主换热器的中下部后进入所述膨胀机。进一步地，所述空气净化装置为分子筛或分离膜。进一步地，所述第二管路中的气体经过所述主换热器后进入分馏塔下塔。进一步地，所述增压机为空气压缩机。本专利技术提供的增压膨胀机供气系统的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术增压膨胀机供气系统，通过在第一管路上设置第二增压机，将从空滤设备过滤的气体压缩，冷却后进入膨胀机带动的第一增压机然后进入膨胀机，经过第二增压机的增压后再经过第一增加机，膨胀机机前压力升高，制冷量会大大增加，同时膨胀量会降低，膨胀量降低后，膨胀机转子直径会相应的减小，从而可以提高转速。这样膨胀机的制冷效果就会凸显。，膨胀机转子减小后相应的成本也会大大降低，而且更加节能。膨胀量降低后，气体进入分馏塔上塔后对精馏干扰更小，因此不会产生多余的气体，不需要将膨胀机出来的气量放掉，由于第一管路的气量不会加大，则空气净化装置过滤的剩余空气会经过第二气路进入下塔，下塔的加工气量更大，气体提取率会大大提高。本专利技术还提供一种空分设备，包括分馏塔，还包括任意一项上述的增压膨胀机供气系统。本专利技术提供的空分设备的有益效果在于：本专利技术空分设备，由于采用该增压膨胀机供气系统，通过在第一管路上设置第二增压机，将从空滤设备过滤的气体压缩，冷却后进入膨胀机带动的第一增压机然后进入膨胀机，经过第二增压机的增压后再经过第一增加机，膨胀机机前压力升高，制冷量会大大增加，同时膨胀量会降低，膨胀量降低后，膨胀机转子直径会相应的减小，从而可以提高转速。这样膨胀机的制冷效果就会凸显。，膨胀机转子减小后相应的成本也会大大降低，而且更加节能。膨胀量降低后，气体进入分馏塔上塔后对精馏干扰更小，因此不会产生多余的气体，不需要将膨胀机出来的气量放掉，由于第一管路的气量不会加大，则空气净化装置过滤的剩余空气会经过第二气路进入下塔，下塔的加工气量更大，气体提取率会大大提高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的增压膨胀机供气系统的结构示意图。图中：1、分馏塔；11、分馏塔上塔；12、分馏塔下塔；13、主冷凝器；2、分子筛；3、第一管路；31、旁通流路；32、第二增压机；33、第一冷却器；34、第一增压机；35、第二冷却器；36、膨胀机；4、第二管路；5、主换热器。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请一并参阅图1，现对本专利技术提供的增压膨胀机供气系统进行说明。所述增压膨胀机供气系统，用于向分馏塔1供气，包括用于过滤空气的空气净化装置、用于连通空气净化装置和分馏塔上塔11的第一管路3以及用于连通空气净化装置和分馏塔下塔12的第二管路4，第一管路3上由第一管路3的入口到分馏塔上塔11之间依次设有第一冷却器33、膨胀机36带动的第一增压机34、第二冷却器35及膨胀机36，第一管路3上还设有用于为膨胀空气换热的主换热器5，经过第一增压机34的膨胀空气经过主换热器5后进入膨胀机36，第一管路3上位于空气净化装置和第一冷却器33之间还设有用于压缩进入第一管路3的气体的第二增压机32。本专利技术提供的增压膨胀机供气系统，与现有技术相比，通过在第一管路3上设置第二增压机32，将从空滤设备过滤的气体压缩，冷却后进入膨胀机36带动的第一增压机34然后进入膨胀机36，经过第二增压机32的增压后再经过第一增加机34，膨胀机36机前压力升高，制冷量会大大增加，同时膨胀量会降低，膨胀量降低后，膨胀机36转子直径会相应的减小，从而可以提高转速。这样膨胀机36的制冷效果就会凸显。，膨胀机36转子减小后相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.增压膨胀机供气系统，用于向分馏塔供气，包括用于过滤空气的空气净化装置、用于连通所述空气净化装置和分馏塔上塔的第一管路以及用于连通所述空气净化装置和分馏塔下塔的第二管路，所述第一管路上由第一管路的入口到分馏塔上塔之间依次设有第一冷却器、膨胀机带动的第一增压机、第二冷却器及膨胀机，所述第一管路上还设有用于为膨胀空气换热的主换热器，经过第一增压机的膨胀空气经过所述主换热器后进入膨胀机，其特征在于：所述第一管路上位于所述空气净化装置和所述第一冷却器之间还设有用于压缩进入第一管路的气体的第二增压机。

【技术特征摘要】
1.增压膨胀机供气系统，用于向分馏塔供气，包括用于过滤空气的空气净化装置、用于连通所述空气净化装置和分馏塔上塔的第一管路以及用于连通所述空气净化装置和分馏塔下塔的第二管路，所述第一管路上由第一管路的入口到分馏塔上塔之间依次设有第一冷却器、膨胀机带动的第一增压机、第二冷却器及膨胀机，所述第一管路上还设有用于为膨胀空气换热的主换热器，经过第一增压机的膨胀空气经过所述主换热器后进入膨胀机，其特征在于：所述第一管路上位于所述空气净化装置和所述第一冷却器之间还设有用于压缩进入第一管路的气体的第二增压机。2.如权利要求1所述的增压膨胀机供气系统，其特征在于：所述第一管路上还设有旁通流路，所述旁通流路的入口端位于所述增压机入口端的前侧，所述旁通流路的出口端位于所述增压机出口端的后侧；所述旁通流路上设有调节阀门。3.如权利要求2所述的增压膨胀机供气系统，其特征在于：所述调节阀门为气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佳晨，司红芳，
申请(专利权)人：李佳晨，
类型：发明
国别省市：河北,13