一种深度空气分离系统技术方案

本申请公开了一种深度空气分离系统，包括预冷系统、液氧蒸发器及分馏塔。预冷系统包括增压机、增压换热器及膨胀机，用以将物料深度制冷；液氧蒸发器包括塔顶出口、第一塔底出口、第二塔底出口、塔身入口和回流入口，塔顶出口用以排出分离后的氧气，第一塔底出口用以排出液氧；分馏塔包括上塔、下塔及设置于上塔底的主冷器，上塔位于下塔的顶部，上塔塔顶设置有用以排出氮气的上塔排气口及与预冷系统的物料出口相连通的塔中入口，下塔设置下塔进气口。采用上述技术方案，本申请不仅能够有效的提高空气分离的效率，并且能提高整个系统的能力利用率，操作简单方便，经济性高。

【技术实现步骤摘要】
一种深度空气分离系统
本申请涉及空气分离
，尤其涉及一种深度空气分离系统。
技术介绍
空气分离简称空分，是利用空气中各组分物理性质不同，采用深度冷冻、吸附、膜分离等方法从空气中分离出氧气、氮气，或同时提取氦气、氩气等稀有气体的过程，其广泛用于冶金、化工、石油、机械、采矿、食品、军事等工业部门。对于空气分离的主系统，目前使用最多的是通过将空气压缩膨胀制冷再精馏分离而得到氧气与氮气。而上述方案的制氧装置中由于装置的布局及循环物料设计得不合理以及普遍只具有一个主冷换热，导致了通常存在制氧效率不高及能量利用率不高的问题。因此，有必要对冷却装置及运行流程进行改进，开发一种低能耗、经济高效的空分装置，满足节能减排的要求。需要说明的是，上述内容属于专利技术人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。
技术实现思路
本申请提供了一种深度空气分离系统，能够有效的提高空气分离的效率，并且能提高整个系统的能力利用率，操作简单方便，经济性高。本申请所采用的技术方案为：一种深度空气分离系统，包括：预冷系统，其包括增压机、增压换热器及膨胀机，用以将物料深度制冷；液氧蒸发器，其包括塔顶出口、第一塔底出口、第二塔底出口、塔身入口和回流入口，所述塔顶出口用以排出分离后的氧气，所述第一塔底出口用以排出液氧；分馏塔，其包括上塔、下塔及设置于上塔底的主冷器，所述上塔位于所述下塔的顶部，所述上塔塔顶设置有用以排出氮气的上塔排气口及与所述预冷系统的物料出口相连通的塔中入口，所述下塔设置下塔进气口。优选地，所述物料分为第一子物料及第二子物料，所述第一子物料进入所述预冷系统，所述第二子物料进入所述液氧蒸发器。优选地，所述液氧蒸发器前设置有第一换热器。优选地，所述下塔设置有下塔出口，所述下塔出口与所述液氧蒸发器连通。优选地，所述下塔还设置有连通至所述主冷器的下塔循环出口。优选地，所述上塔的顶端设置有连通所述主冷器的上塔循环出口。优选地，所述分馏塔与所述液氧蒸发器之间还设置有第二换热器。优选地，所述分馏塔还设置有液位调节系统，所述液位调节系统包括调液管路及设置在所述调液管路中的控制阀。由于采用了上述技术方案，本申请所取得的有益效果为：物料一部分（经预处理的空气）经由预冷系统进入至分馏塔，另一部分经液氧蒸发器进入至分馏塔，在分馏塔中进行分离，氮气由分馏塔排出，液体经由塔底进入液氧蒸发器分离出氧气，有效提高了空气分离的效率。而且在空气分离的过程中，各物料经过多次能量交换，充分利用了能量，节约了能量，使得整个系统具有较高的经济性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本申请提供的一种深度空气分离系统的示意图。其中，1预冷系统，11增压机，12增压换热器，13膨胀机，2液氧蒸发器，21塔顶出口，22第一塔底出口，23第二塔底出口，24塔身入口，25回流入口，3分馏塔，31上塔，32下塔，33主冷器，34上塔排气口，35塔中入口，36下塔进口，37下塔出口、38下塔循环出口、39上塔循环出口、4物料，41第一子物料，42第二子物料、5第一换热器、6第二换热器、7调液管路、8控制阀。具体实施方式为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。如图1所示，一种深度空气分离系统，包括相互导通的预冷系统1、液氧蒸发器2及分馏塔3。预冷系统包括增压机11、增压换热器12及膨胀机13，用以将物料深度制冷；液氧蒸发器2包括塔顶出口21、第一塔底出口22、第二塔底出口23、塔身入口24和回流入口25，所述塔顶出口用以排出分离后的氧气，所述第一塔底出口用以排出液氧；分馏塔3包括上塔31、下塔32及设置于上塔底的主冷器33，所述上塔位于所述下塔的顶部，所述上塔塔顶设置有用以排出氮气的上塔排气口34及与所述预冷系统的物料出口相连通的塔中入口35，所述下塔设置下塔进气口36。上述结构中，所述物料4分为第一子物料41及第二子物料42，所述第一子物料进入所述预冷系统，所述第二子物料进入所述液氧蒸发器。所述液氧蒸发器前设置有第一换热器5。所述下塔设置有下塔出口37，所述下塔出口与所述液氧蒸发器连通。所述下塔还设置有连通至所述主冷器的下塔循环出口38。所述上塔的顶端设置有连通所述主冷器的上塔循环出口39。所述分馏塔与所述液氧发送器之间还设置有第二换热器6。所述分馏塔还设置有液位调节系统，所述液位调节系统包括调液管路7及设置在所述调液管路中的控制阀8。具体的，经过预处理的空气物料进入预冷系统，首先进入增压机增压，然后通过增压换热器，换热后通过膨胀机，以使得物料深度液化，深度液化的物料由塔中入口进入至分馏塔的上塔部分。其中，为保证整个系统的顺利运行，本申请设置两套并联的预冷系统，当其中一套预冷系统出现故障时，立即切换至另一套系统使用，从而提高了整个系统的效率。为提高空气分离效率，物料分为两股物料，即第一子物料去预冷系统，第二子物料经第一换热器后经由塔身入口进入液氧蒸发器。进入分馏塔的物料，在上塔内形成气态氮及液态氧，液态氧由回流入口进入液氧蒸发器进行分离，气态氧经由液氧蒸发器的塔顶出口排出，液态氧由第一塔底出口排出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深度空气分离系统，其特征在于，包括：/n预冷系统，其包括增压机、增压换热器及膨胀机，用以将物料深度制冷；/n液氧蒸发器，其包括塔顶出口、第一塔底出口、第二塔底出口、塔身入口和回流入口，所述塔顶出口用以排出分离后的氧气，所述第一塔底出口用以排出液氧；/n分馏塔，其包括上塔、下塔及设置于上塔底的主冷器，所述上塔位于所述下塔的顶部，所述上塔塔顶设置有用以排出氮气的上塔排气口及与所述预冷系统的物料出口相连通的塔中入口，所述下塔设置下塔进气口。/n

【技术特征摘要】
1.一种深度空气分离系统，其特征在于，包括：
预冷系统，其包括增压机、增压换热器及膨胀机，用以将物料深度制冷；
液氧蒸发器，其包括塔顶出口、第一塔底出口、第二塔底出口、塔身入口和回流入口，所述塔顶出口用以排出分离后的氧气，所述第一塔底出口用以排出液氧；
分馏塔，其包括上塔、下塔及设置于上塔底的主冷器，所述上塔位于所述下塔的顶部，所述上塔塔顶设置有用以排出氮气的上塔排气口及与所述预冷系统的物料出口相连通的塔中入口，所述下塔设置下塔进气口。


2.根据权利要求1所述的深度空气分离系统，其特征在于，所述物料分为第一子物料及第二子物料，所述第一子物料进入所述预冷系统，所述第二子物料进入所述液氧蒸发器。


3.根据权利要求2所述的深度空气分离系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾书锋，王玉磊，于文中，李建平，寿华，
申请(专利权)人：开封赛普空分设备有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41