节能型液化天然气冷能空分系统技术方案

本申请涉及一种节能型液化天然气冷能空分系统，涉及空气分离装置的技术领域，其包括空气储罐、空气净化装置、LNG制冷装置、换热装置，空气储罐与空气净化装置连通，且用于为空气净化装置提供空气原料；空气净化装置用于净化空气，并将净化后的空气输入换热装置；LNG制冷装置用于将冷能输入换热装置。本申请能够提高空气与天然气冷能的能量交换效率。高空气与天然气冷能的能量交换效率。高空气与天然气冷能的能量交换效率。

【技术实现步骤摘要】
节能型液化天然气冷能空分系统


[0001]本申请涉及空气分离装置的
，尤其是涉及一种节能型液化天然气冷能空分系统。

技术介绍

[0002]空分系统是以空气为原料，把空气变成液态，再经过精馏，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。
[0003]空分系统包括空气储罐、空气净化装置、LNG制冷装置、列管式换热装置和精馏装置，空气储罐与空气净化装置连通，并为空气净化装置提供空气原料；空气净化装置能够净化空气，并将净化后的空气输入列管式换热装置；LNG（液化天然气）制冷装置用于将冷能输入列管式换热装置，使得列管式换热装置中的空气与冷能进行能量交换，进而使空气液化；列管式换热装置与精馏装置连通，列管式换热装置用于将液化后的空气输入精馏装置，精馏装置用于将液态空气中的氧气和氮气分离。
[0004]上述空气在列管式换热装置内进行换热时，空气只能够沿水平方向呈S型流动，流动路径单一，导致空气在列管式换热装置内停留的时间较短，进而使空气与天然气冷能的能量交换效率低下。

技术实现思路

[0005]为了提高空气与天然气冷能的能量交换效率，本申请提供一种节能型液化天然气冷能空分系统。
[0006]本申请提供的一种节能型液化天然气冷能空分系统，采用如下的技术方案：一种节能型液化天然气冷能空分系统，包括空气储罐、LNG制冷装置和换热装置；换热装置包括换热罐，换热罐水平设置，换热罐两端分别连通有进料管和出料管，进料管与LNG制冷装置连通；换热罐内同轴设置有密封板，密封板沿换热罐的长度方向设置有两个，且分别位于换热罐两端，密封板与换热罐固定连接；换热罐侧面上连通有进气管和出气管，进气管和出气管均位于两个密封板之间，进气管与空气储罐连接；换热罐内竖直设置有第一挡板，第一挡板位于两个密封板之间，且沿换热罐的长度方向设置有若干个，第一挡板底部与换热罐之间留有距离，第一挡板与换热罐固定连接；第一挡板靠近进料管的一侧竖直设置有第二挡板，第二挡板与第一挡板一一对应，第二挡板顶部与换热罐之间留有距离，且与换热罐固定连接；换热罐内水平设置有若干个冷能管道，冷能管道的长度方向与换热罐的长度方向相同，冷能管道插设在第一挡板、第二挡板和两个密封板上，且与密封板固定连接；所述第一挡板和第二挡板均为空腔结构，第一挡板靠近进气管的一侧开设有第一进气孔，第二挡板靠近进气管的一侧开设有第二进气孔；第一挡板靠近对应第二挡板的一侧有第一换热管道，第一换热管道沿竖直方向呈涡状线设置，第一换热管道内端与对应第一挡板内部连通，第二挡板远离对应第一挡板的一侧设置有第二换热管道，第二换热管道沿竖直方向呈涡状线设置，且第二换热管道内端与对应第二挡板内部连通。
[0007]通过采用上述技术方案，启动LNG制冷装置，使得LNG制冷装置通过进料管向冷能管道内输送冷能，同时启动空气储罐，空气储罐通过进气管向换热罐内部输送空气，一部分空气通过第一进气孔依次进入第一挡板内部、第一换热管道，并通过第一换热管道外端重新进入换热罐内，一部分空气通过第二进气孔依次进入第二挡板内部、第二换热管道内部，并通过第二换热管道外端重新进入换热罐内，且换热罐内的空气在第一挡板和第二挡板的作用下沿水平方向呈S型流动，使得空气在换热罐内流动的时间增加，为空气与冷能管道内冷能的能量交换提供了充足的时间，从而提高了空气与天然气冷能的能量交换效率。
[0008]可选的，所述第一换热管道的管径大于冷能管道的管径，且冷能管道插在第一换热管道上；第二换热管道的管径大于冷能管道的管径，且冷能管道插在第二换热管道上。
[0009]通过采用上述技术方案，使得空气在第一换热管道和第二换热管道内流动时，能够与冷能管道直接接触，进而使空气能够更加充分的与冷能管道内的冷能进行能量交换，从而进一步提高了空气与天然气冷能的能量交换效率。
[0010]可选的，所述第一换热管道靠近第二挡板的一侧固定设置有第一换热块，第一换热块设置有若干个，第一换热块与冷能管道一一对应，第一换热块与第一换热管道内部连通，第一换热块靠近冷能管道的一侧与冷能管道外壁贴合设置，且第一换热块靠近管道的一侧开设有换热槽；第二换热管道靠近第一挡板的一侧固定设置有第二换热块，第二换热块设置有若干个，且与冷能管道一一对应，第二换热块与第二换热管道内部连通，第二换热块靠近冷能管道的一侧与冷能管道外壁贴合设置，且第一换热块靠近管道的一侧也开设有换热槽。
[0011]通过采用上述技术方案，第一换热块和第二换热块为空气提供了一定时间内的停留空间，进一步增加了空气在换热罐内流动的时间，有利于空气液化，从而进一步提高了空气与天然气冷能的能量交换效率。
[0012]可选的，所述第一换热块靠近第二挡板的一侧与第二挡板抵接，第二换热块靠近第一挡板的一侧与第一挡板抵接。
[0013]通过采用上述技术方案，增加了第一换热块与第二换热块的内部空间，使得第一换热块与第二换热块能够容纳更多的空气，使得在换热罐内流动时间增加的空气数量增多，从而进一步提高了空气与天然气冷能的能量交换效率。
[0014]可选的，所述第一换热块位于冷能管道上方，第二换热块位于冷能管道下方。
[0015]通过采用上述技术方案，使得换热罐内流动的空气能够直接通过冷能管道进行能量交换，避免空气在换热罐内沿水平方向呈S型流动时，空气无法与冷能管道直接接触，进一步增加了空气与冷能管道的接触时间，从而进一步提高了空气与天然气冷能的能量交换效率。
[0016]可选的，所述进气管位于换热罐靠近出料管的一端，出气管位于换热罐靠近进料管的一端。
[0017]通过采用上述技术方案，使得冷能在冷能管道内的流动方向与空气在换热罐内的流动方向相反，从而进一步提高了空气与天然气冷能的能量交换效率。
[0018]可选的，所述第一进气孔位于第一挡板底部，第二进气孔位于第二挡板顶部。
[0019]通过采用上述技术方案，减小了第一进气孔和第二进气孔对空气在换热罐内流动时间的影响，从而进一步提高了空气与天然气冷能的交换效率。
[0020]可选的，所述第一换热块和第二换热块远离冷能管道的一侧均开设有连通孔，连通孔孔径小于0.05mm。
[0021]通过采用上述技术方案，使得第一换热块、第二换热块直接与换热罐内部连通，避免第一换热块和第二换热块内的空气停留时间过长，导致部分空气无法排出换热罐，且连通孔的孔径小于0.05mm，使得第一换热块内部空气和第二换热块内部空气通过连通孔进入换热罐的速率受到限制，使得空气还能够在第一换热块或第二换热块内部停留一定时间，从而进一步提高了空气与天然气冷能的交换效率。
[0022]可选的，所述第一换热管道外端位于第一挡板底部，第二换热管道外端位于第二挡板顶部。
[0023]通过采用上述技术方案，使得从第一换热管道内部和第二换热管道内部重新进入换热罐的空气，能够在换热罐内沿水平方向呈S型流动，从而进一步提高了空气与天然气冷能的交换效率。
[0024]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能型液化天然气冷能空分系统，包括空气储罐(1)、LNG制冷装置(3)和换热装置(5)；换热装置(5)包括换热罐(51)，换热罐(51)水平设置，换热罐(51)两端分别连通有进料管(511)和出料管(512)，进料管(511)与LNG制冷装置(3)连通；换热罐(51)内同轴设置有密封板(53)，密封板(53)沿换热罐(51)的长度方向设置有两个，且分别位于换热罐(51)两端，密封板(53)与换热罐(51)固定连接；换热罐(51)侧面上连通有进气管(513)和出气管(514)，进气管(513)和出气管(514)均位于两个密封板(53)之间，进气管(513)与空气储罐(1)连接；换热罐(51)内竖直设置有第一挡板(54)，第一挡板(54)位于两个密封板(53)之间，且沿换热罐(51)的长度方向设置有若干个，第一挡板(54)底部与换热罐(51)之间留有距离，第一挡板(54)与换热罐(51)固定连接；第一挡板(54)靠近进料管(511)的一侧竖直设置有第二挡板(55)，第二挡板(55)与第一挡板(54)一一对应，第二挡板(55)顶部与换热罐(51)之间留有距离，且与换热罐(51)固定连接；换热罐(51)内水平设置有若干个冷能管道(52)，冷能管道(52)的长度方向与换热罐(51)的长度方向相同，冷能管道(52)插设在第一挡板(54)、第二挡板(55)和两个密封板(53)上，且与密封板(53)固定连接；其特征在于：所述第一挡板(54)和第二挡板(55)均为空腔结构，第一挡板(54)靠近进气管(513)的一侧开设有第一进气孔(541)，第二挡板(55)靠近进气管(513)的一侧开设有第二进气孔(551)；第一挡板(54)靠近对应第二挡板(55)的一侧有第一换热管道(56)，第一换热管道(56)沿竖直方向呈涡状线设置，第一换热管道(56)内端与对应第一挡板(54)内部连通，第二挡板(55)远离对应第一挡板(54)的一侧设置有第二换热管道(57)，第二换热管道(57)沿竖直方向呈涡状线设置，且第二换热管道(57)内端与对应第二挡板(55)内部连通。2.根据权利要求1所述的节能型液化天然气冷能空分系统，其特征在于：所述第一换热管道(56)的管径大于冷能管道(52)的管径，且冷能管道(52)插在第一换热管道(56)上；第二换热管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文发，冯向阳，吴思明，蒋朝阳，吴振业，
申请(专利权)人：华海北京科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：