一种适用于IGCC电站的富氧空分装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种适用于IGCC电站的富氧空分装置，包括空气压缩系统、空压机提供原料空气，与空气压缩系统相连接的预冷系统、空气在预冷系统降温，与预冷系统相连接的纯化系统、空气在纯化系统除去水、乙炔、二氧化碳等杂质，与纯化系统相连接的双级精馏塔系统及和双级精馏塔系统相连接的膨胀机系统、洁净的空气进入双级分馏塔利用氧氮沸点不同进行分离，分离为氧氮产品，膨胀机为空分装置补偿冷损；精馏系统带氧气自增压流程；双级精馏塔系统分别连接有氧气外压缩系统和氮气外压系统，氧气氮气经压缩机压至所需要的压力送出。本实用新型专利技术的富氧空分装置氧气纯度为85％，空压机排压较低只有0.48MpaA，可有效降低能耗，提高经济效益。效益。效益。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于IGCC电站的富氧空分装置


[0001]本技术涉及空分装置
，尤其涉及一种适用于IGCC电站的富氧空分装置。

技术介绍

[0002]IGCC电站，即整体煤气化联合循环发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。利用空分装置产出的氧气和煤粉在气化炉内进行不完全燃烧反应生成合成气，合成气经过净化后作为燃料气在燃气轮机中燃烧做功驱动发电机，燃烧后高温的气体进入余热锅炉给水加热，产生蒸汽在蒸汽轮机中做功驱动发电机。气化炉配套深冷纯氧空分装置能耗很高，占IGCC电站发电量的15％。纯氧空分输出氧气纯度大于99.6％，氮气纯度高大于99.999％。
[0003]从热力学第二定律分析可知，低温空气分离过程是一个非自发过程，若要使其进行分离必须以消耗外界功为代价。若假定该过程为理想可逆过程，则对应的功耗最小，称其为理论最小分离功。最小分离功为实际分离过程功耗的理论极限，可通过理论最小分离功分析氧气纯度对能耗的影响。降低氧气纯度，即减小分离程度可降低理论分离最小功，可降低时间分离过程的功耗。目前，IGCC电站所采用的纯氧空分，高纯度氧气生产过程能耗高，不利于控制气化炉炉顶温度，气化炉产合成气热值相对较高，不利于降低氮氧化合物。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可有效降低能耗，提高经济效益的适用于IGCC电站的富氧空分装置。
[0005]本技术提供的一种适用于IGCC电站的富氧空分装置，包括：
[0006]空气压缩系统，包括用于提供原料空气的空压机；
[0007]预冷系统，与所述空气压缩系统相连接，用于对空气进行降温；
[0008]纯化系统，与所述预冷系统相连接，用于除去空气中的杂质；
[0009]双级精馏塔系统，与所述纯化系统相连接，用于利用氧氮沸点不同将洁净的空气分离为氧氮产品，所述双级精馏塔系统带氧气自增压流程；
[0010]膨胀机系统，与所述双级精馏塔系统相连接，用于给所述双级精馏塔系统补偿冷损；
[0011]氧气外压缩系统，与所述双级精馏塔系统相连接，用于将氧气压至所需要的压力后送出；
[0012]氮气外压系统，与所述双级精馏塔系统相连接，用于将氮气压至所需要的压力后送出。
[0013]优选的，所述空气压缩系统的空压机排气压力为0.48MpaA。
[0014]优选的，所述双级精馏塔系统分离出的氧气纯度为85％。
[0015]相对于现有技术而言，本技术的有益效果是：
[0016]本技术的富氧空分装置输出85％纯度的氧气产品就能满足气化炉燃烧反应要求，还可以降低气化炉炉顶温度，稀释合成气热值减少氮氧化合物的生成，减少合成气注蒸汽量。由于富氧空分氧纯度低，主冷温度低，下塔压力低，空压机排压低，空压机轴功率低。由富氧空分装置代替纯氧空分装置，可降低空分装置的能耗。富氧空分装置和纯氧空分装置相比，能降低空分装置8％的能耗，至少可降低IGCC电厂用电率的1％，对提高IGCC电站整套装置的技术指标和经济性具有重要意义。
[0017]应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本技术的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0018]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0019]图1为适用于IGCC电站的富氧空分装置的结构框图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关技术，而非对该技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与技术相关的部分。
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0022]请参考图1，本技术的实施例提供了一种适用于IGCC电站的富氧空分装置，包括：
[0023]空气压缩系统，包括用于提供原料空气的空压机；
[0024]预冷系统，与空气压缩系统相连接，用于对空气进行降温；
[0025]纯化系统，与预冷系统相连接，用于除去空气中的杂质；
[0026]双级精馏塔系统，与纯化系统相连接，用于利用氧氮沸点不同将洁净的空气分离为氧氮产品，双级精馏塔系统带氧气自增压流程；
[0027]膨胀机系统，与双级精馏塔系统相连接，用于给双级精馏塔系统补偿冷损；
[0028]氧气外压缩系统，与双级精馏塔系统相连接，用于将氧气压至所需要的压力后送出；
[0029]氮气外压系统，与双级精馏塔系统相连接，用于将氮气压至所需要的压力后送出。
[0030]在本实施例中，根据气化炉反应理论和实际生产经验，富氧空分即85％纯度的氧气产品就能满足气化炉燃烧反应要求，还可以降低气化炉炉顶温度，稀释合成气热值减少氮氧化合物的生成，减少合成气注蒸汽量。由于富氧空分氧纯度低，主冷温度低，下塔压力低，空压机排压低，空压机轴功率低。由富氧空分装置代替纯氧空分装置，来达到降低空分装置能耗的目的。
[0031]带自增压的双塔外压缩富氧空分装置流程简单，不配备增压机、液氧泵、液氮泵，只配备氧压机和氮压机。富氧空分装置和纯氧空分装置相比，能降低空分装置8％的能耗，
至少降低IGCC电厂用电率的1％，对提高IGCC电站整套装置的技术指标和经济性具有重要意义。
[0032]在一优选实施例中，空气压缩系统的空压机排气压力为0.48MpaA。
[0033]在本实施例中，根据IGCC电站配套气化炉对氧压氧量、氮压氮量的需要，空压机排气压力为0.48MpaA，相对于纯氧空分空压机排气压力为0.58MpaA，空压机排气压力降低了0.1Mpa，降低了8％的能耗。
[0034]在一优选实施例中，双级精馏塔系统分离出的氧气纯度为85％，富氧可以降低气化炉炉顶温度，稀释合成气热值减少氮氧化合物的生成，减少合成气注蒸汽量。
[0035]在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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申请中的具体含义。
[0036]在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”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一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0037]以上仅为本申请的优选实施例而已，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于IGCC电站的富氧空分装置，其特征在于，包括：空气压缩系统，包括用于提供原料空气的空压机；预冷系统，与所述空气压缩系统相连接，用于对空气进行降温；纯化系统，与所述预冷系统相连接，用于除去空气中的杂质；双级精馏塔系统，与所述纯化系统相连接，用于利用氧氮沸点不同将洁净的空气分离为氧氮产品，所述双级精馏塔系统带氧气自增压流程；膨胀机系统，与所述双级精馏塔系统相连接，用于给所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋石磊，王相平，钱金葵，王绍博，秦建明，祁海鹏，艾云涛，李志强，文子强，许冬亮，贾东升，李征，熊小强，夏勇，张建广，王瑞超，
申请(专利权)人：华能天津煤气化发电有限公司，
类型：新型
国别省市：