The invention discloses a device for simultaneously producing low purity oxygen and high purity oxygen products with low energy consumption of auxiliary lower tower, including air filtration and compression system, air pre-cooling system, air purification system, molecular sieve adsorber, oxygen-nitrogen distillation system and auxiliary tower system. The air compression system provides raw air for the unit. After pre-cooling and purification, some air enters the supercharger, and two different pressure raw air enters the oxygen-nitrogen distillation column system and auxiliary tower system respectively. The energy saving potential of auxiliary tower system can be fully utilized and the energy consumption of oxygen-making unit can be greatly reduced. The liquid oxygen is extracted from the bottom of the main condensation evaporator and pumped into the pure oxygen tower by height difference or liquid oxygen pump. The heat source at the bottom of the pure oxygen tower is supplied by the air diverted from the low pressure distillation tower. Through the distillation of pure oxygen tower, low pressure oxygen with purity oxygen content (> 99.6%) is obtained at the bottom of the pure oxygen tower and then sent out to the cold box. The liquid oxygen with purity (> 99.6%) is obtained at the bottom of the pure oxygen evaporator and sent out to the cold box as a product.
【技术实现步骤摘要】
带辅助下塔低能耗同时生产低纯氧和高纯氧产品的装置
本专利技术涉及空气分离
，具体涉及带辅助下塔低能耗同时生产低纯氧和高纯氧产品的装置。
技术介绍
在有色冶炼、煤化工、发电等行业中，常常需要用到大量的低纯氧气或高纯氮气，或者两者同时需要。在过去的工业应用中，低纯氧气的主要获得手段是变压吸附，但是采用变压吸附工艺的制氧装置，其氧气产品纯度通常低于93％，无法获得液体产品作为后备系统贮备使用，也无法同时生产氮气产品。随着我国经济的高速发展，特别是近十余年来冶金、化肥、玻纤、发电等行业的持续稳定发展，对氧气产品的需求也大大提高，其氧气产品单套制造设备由过去的几千标方(纯氧量)发展到现在的两万、四万乃至八万、十万等级规模，常规变压吸附装置已无法满足装置对氧气产量的要求，因此通过深冷法获得足够的产品氧气的成套装置是现阶段满足工业生产需求的最主要方式。常规深冷法制取氧气，其纯度通常在99.2％以上，但是在很多情况下，装置最终用氧需求不需要达到此纯度，用户往往需要混入一定量的空气来形成低纯氧气来参与冶炼、煤气化的过程。在常规纯氧空分装置中，因受到低压塔中下部产品纯度的要求以...
【技术保护点】
1.带辅助下塔低能耗同时生产低纯氧和高纯氧产品的装置，其特征在于，包括空气过滤和压缩系统、空气预冷系统、空气纯化系统、分子筛吸附器(MS1A，MS1B)、氧氮精馏系统和辅塔系统，其中：空气过滤和压缩系统是由一台自洁式空气过滤器(AF)、一台包含原料空气压缩机(AC1)和空气增压机(AC2)的压缩机组，该压缩机组采用一体机结构型式，使用一台电机或汽轮机进行驱动；空气预冷系统是由一台空气冷却塔(AT)、一台水冷却塔(WT1)、两台冷却水泵(WP)、两台冷冻水泵(WP)、一组冷水机组(RU)以及六台过滤器组成；空气纯化系统是由两台分子筛吸附器(MS1A，MS1B)、两台电加热器(...
【技术特征摘要】
1.带辅助下塔低能耗同时生产低纯氧和高纯氧产品的装置，其特征在于，包括空气过滤和压缩系统、空气预冷系统、空气纯化系统、分子筛吸附器(MS1A，MS1B)、氧氮精馏系统和辅塔系统，其中：空气过滤和压缩系统是由一台自洁式空气过滤器(AF)、一台包含原料空气压缩机(AC1)和空气增压机(AC2)的压缩机组，该压缩机组采用一体机结构型式，使用一台电机或汽轮机进行驱动；空气预冷系统是由一台空气冷却塔(AT)、一台水冷却塔(WT1)、两台冷却水泵(WP)、两台冷冻水泵(WP)、一组冷水机组(RU)以及六台过滤器组成；空气纯化系统是由两台分子筛吸附器(MS1A，MS1B)、两台电加热器(EH)、一台放空消音器(SL)组成；氧氮精馏系统是由一台下塔(C1)、一台主冷凝蒸发器(K1)、一台上塔(C2)、一台过冷器(E2)、一台纯氧塔(C4)及一台纯氧塔(C4)蒸发器(K3)组成；辅塔系统是由一台辅塔(C3)、一台辅塔冷凝器(K2)组成。2.根据权利要求1中所述的带辅助下塔低能耗同时生产低纯氧和高纯氧产品的装置，其特征在于，空气经自洁式空气过滤器(AF)过滤，清除掉其中的灰尘及机械杂质后，送往原料空气压缩机(AC1)压缩至0.365MPa.A，随后进入空气预冷系统；由纯化系统后抽取的部分净化空气进入空气增压机(AC2)的入口，在空气增压机(AC2)中继续增压至约0.495MPa.A并经后冷却器冷却后分两股，一股直接送入冷箱的主换热器(E1)，另一股空气作为装置自身的仪表空气和加温解冻气源以及自洁式过滤器反吹气源。3.根据权利要求1中所述的带辅助下塔低能耗同时生产低纯氧和高纯氧产品的装置，其特征在于，由原料空气压缩机(AC1)来的高温空气进入直接接触式空气冷却塔(AT)底部，自下而上穿过填料层，经冷却水洗涤和冷冻水冷却至10℃出冷却塔顶部，从而去除了空气中粉尘、酸性气体如SO2、SO3及NH3有害物质，同时降低进纯化系统的空气温度；空气冷却塔(AT)塔顶设有不锈钢丝网除雾器，以防止将雾状水汽带离空气冷却塔(AT)；空气冷却塔(AT)设有一个冷却水进料口，一个冷冻水进料口；来自冷却水系统并经冷却水泵(WP)加压的冷却水自中部冷却水进料口进入空气冷却塔(AT)，冷却水进料温度为32℃；冷冻水在水冷塔内经污氮气冷却至12.5℃，经冷冻水泵(WP)加压后进入冷水机组(RU)冷却到8℃左右，冷冻水自空气冷却塔(AT)上部的冷冻水进料口进入空气冷却塔(AT)；在夏季工况或者其他不确定工况的条件下，根据空气冷却塔(AT)出口空气温度，冷水机组(RU)自动调负荷，保证空气出塔温度；冷却水从空气冷却塔(AT)底部排出，返回冷却水系统；冷却水从水冷却塔(WT1)顶部导入，经填料层被来自冷箱的污氮气冷却；由于污氮气中不含水，冷却水在水冷塔中与污氮气接触过程中，除了直接被污氮气冷却之外，由于水分蒸发入污氮气中带走大量热量，使冷却水温度进一步降低。4.根据权利要求1中所述的带辅助下塔低能耗同时生产低纯氧和高纯氧产品的装置，其特征在于，空气出空冷塔之后，其中剩余的杂质如H2O、CO2、N2O以及有害的微量碳氢化合物，在通过分子筛吸附器(MS1A，MS1B)时被吸附去除；吸附器(MS1A，MS1B)一台工作，另一台再生；在再生阶段，来自冷箱的再生污氮气，经由再生电加热器(EH)加热后送往分子筛吸附器(MS1A，MS1B)；再生周期主要包括以下四个步骤：卸压、加温、冷吹、充压；为了保证吸附器(MS1A，MS1B)的切换平稳，在控制程序中还加入了准备加温，准备充压，准备卸压，准备切换，切换这五个步骤。5.根据权利要求1中所述的带辅助下塔低能耗同时生产低纯氧和高纯氧产品的装置，其特征在于，净化后的干燥空气出分子筛吸附器(MS1A，MS1B)，分成三股流；第一股纯化空气是直接送入主换热器(E1)E1冷却至接近露点温度后进辅塔(C3)；第二股空气进入空气增压机(AC2)进一步压缩至0.495MPa.A，进主换热器(E1)冷却至露点附近，一部分送至纯氧蒸发器作为热源，其余全部进入下塔(C1)参与下塔(C1)...
【专利技术属性】
技术研发人员：王剑峰，刘景武，储波，田曙光，郑焕良，朱枭，袁代新，杨仁记，
申请(专利权)人：杭州福斯达深冷装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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