本实用新型专利技术提供一种物质储存及回收、储能装置及内压缩空分系统，包括精馏系统、压缩膨胀机机组、板翅式主换热器，精馏系统包括空分上塔与下塔，还包括富氧液空储存罐与低温急冷混合塔，富氧液空储存罐入口与空分下塔出口通过第一管路连接，第一管路设置液位调节阀，富氧液空储存罐出口与低温急冷混合塔入口通过第二管路连接，第二管路设置增加泵，低温急冷混合塔入口还通过第三管路与压缩膨胀机机组出口连接，第三管路设置第二阀门，低温急冷混合塔气体出口通过第四管路与空分下塔入口连接，板翅式主换热器出口通过第五管路与空分下塔入口连接，第四管路与第五管路交汇后与空分下塔入口连接，低温急冷混合塔塔底通过第八管路与空分下塔入口连接。路与空分下塔入口连接。路与空分下塔入口连接。
【技术实现步骤摘要】
一种物质储存及回收、储能装置及内压缩空分系统
[0001]本技术属于空分
，具体涉及一种物质储存及回收、储能装置及内压缩空分系统。
技术介绍
[0002]为了实现空分装置跨时间的能量调配，比如在谷电时期，多产低温液体产品，储存起来，然后在高峰时期电价高的时候，将谷电时期生产的这些液体产品通过液体泵加压后，经换热器复热后送出空分装置，这样，就可以降低高峰时段空分装置的空压机及增压机负荷，实现节能降耗的目的。但是，由于一般大型空分装置的主要产品是氧气，氧气在空气中的体积含量只有 20.95％，氮气的体积比例却高达78.12％。由于压缩机、增压机多变效率≤ 85％、膨胀机等熵效率≤88％，换热器冷端热端间必须要有一定温差，进精馏系统的氧组分提取率不可能达到100％等原因，如果大型空分在谷电时期想要比正常工况时多产大量液氧，以待高峰时期使用，每当打算增产1％空气气量的液氧，往往空压机的进气量增加比例远高于5％，而增压机增加的进气量比例更高，以维持系统冷量平衡，才能达成增产1％空气气量的液氧的目的，同时，污氮气的放空量也会随之大量增加，造成浪费。如果进一步不仅大量增加液氧，还同时按照氧氮产品比例大量增产液氮产品，以实现不同时间的能量调配，那么空压机和增压机的负荷都需要急剧增加，同时，由于进塔气量及回流液量增加，如果打算增产的液氧量、液氮量较多，那么很容易造成塔内填料或者塔盘的负荷接近于液泛而使的精馏塔无法操作，对于大中型空分装置(氧气产量≥30000Nm3/h)来说，通常他们的精馏塔的操作上限仅为正常工况的105％。目前，按照大型空分每生产1Nm3高压氧气的能耗通常为0.75～0.83kwh，而将1Nm3氧气液化还额外需要0.6～0.65kwh 的实际能耗，加上空压机、增压机的负荷限制，及精馏塔塔径限制等原因，如果要大幅度增产液体产品则需将空压机、增压机、板翅式主换热器、精馏系统的设计余量大幅度提高，那么需要增加的设备投资也会迅速提升。如果常规流程的内压缩空分装置如果试图在谷电时期产液体产品，然后在高峰时期释能，到目前为止，已有不止一套空分装置进行过试验，但除非在峰谷电价差极其悬殊的地区外(如海南，广东珠三角地区，峰谷电价比≥4：1，且价差≥1.3元)，否则该种操作方法，很难产生明显经济效益，到目前为止，虽然分时电价政策已经执行许久，但仍几乎没人通过该种方法来实现降低内压缩空分装置的运行费用。
[0003]另外，液化空气储能(LAES,Liquid Air Energy Storage)技术具有理论占地小，不受地形限制，能量密度高等特点，因此该技术曾经被众多业内专家及机构寄予厚望，希望该技术可以吸纳不稳定，且几乎都是间歇性的新能源发电装置(光伏、风力发电等)发出的电能，然后通过LAES的发电装置稳定输出电能，以实现新能源发电稳定连续输出，成为电网的重要支撑部分，而不是因为难以调度造成弃电。但是由于气体压缩机效率限制、膨胀机效率限制、发电机效率限制、冷热物流是通过换热器间接换热，冷物流及热物流间必有一定温差、需要建立庞大而复杂的储冷器以实现储液及释能发生的时间不一致、储冷器，低温储罐，冷箱等低温设备不可避免存在环境热漏等诸多原因，造成能量在多次转化的过程中不
可避免地逐步受到损失，到目前为止，独立的非助燃型的液化空气储能(LAES)技术，最终转换效率也仅有35～40％，加上释能装置工作时间仅占全天的几分之一，造成总成本中设备折旧费用占比高，其经济性仍无法进入实际商用领域，目前纯储能的LAES系统仅有数个百千瓦和兆瓦级别的试验性装置在运行。此外，参照LAES系统的思路，利用低温液体进行储能，有人专利技术了依托于内压缩空分装置的液化空气储能系统，其原理还是利用多消耗空压机、增压机的能量，以生产一定量的液氮，或者液空，并将这些低温液体收集起来储存在低温液体罐中，当需要释能时还是通过低温液体泵将低温液体加压，然后使用换热器与来自空压机或者增压机的进精馏系统的热气体进行换热，以回收低温液体的冷量，经复热后的高压液体变成高压气体后，继续进入冷箱外的换热器，在换热器中被温度较高的工业余热(出压缩机的高温冷却水，或者高温废水等)进一步加热然后去往气体膨胀机去发电。与上述的原因类似，在产液和释能时都同样存在着使用换热器进行换热而造成能量损失，加上被复热的被储存低温液体往往不再返回精馏系统，因此，也就造成了液空中的氧组分的损失，或者液氮不能利用成精馏塔的回流液，塔内液氮回流液减少造成了进塔氧气提取率的下降，并且由于内压缩空分装置所需要额外补充的冷量有一定限度，因此这种耦合了利用液化空气或液氮为介质的储能模块的内压缩空分装置的规模和功率还会一定限制，难以大型化，其实际经济性也就较差，基本上也跟独立的LAES储能系统一样，到目前为止也鲜有示范性或者商业化的装置出现。
技术实现思路
[0004]针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于，提供一种内压缩空分系统的物质储存及回收、储能装置，解决现有技术存在的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案予以实现：
[0006]一种物质储存及回收、储能装置，包括精馏系统、压缩膨胀机机组、板翅式主换热器，精馏系统包括空分上塔与空分下塔，还包括富氧液空储存罐与低温急冷混合塔，富氧液空储存罐入口与空分下塔出口通过第一管路连接，第一管路上设置液位调节阀，富氧液空储存罐出口与低温急冷混合塔入口通过第二管路连接，第二管路上设置增加泵，低温急冷混合塔入口还通过第三管路与压缩膨胀机机组出口连接，第三管路上设置第二阀门，低温急冷混合塔气体出口通过第四管路与空分下塔入口连接，板翅式主换热器出口通过第五管路与空分下塔入口连接，第四管路与第五管路交汇后与空分下塔入口连接，低温急冷混合塔塔底通过第八管路与空分下塔入口连接。
[0007]优选的，所述内压缩空分装置还包括富氧液空储存缓冲罐，富氧液空储存缓冲罐入口与空分下塔出口通过第六管路连接，第六管路上设置流量调节阀，富氧液空储存缓冲罐第一出口与富氧液空储存罐入口通过第七管路连接，液位调节阀设于第七管路上，富氧液空储存缓冲罐第二出口通过第九管路与空分上塔出口的第十管路混合后与板翅式主换热器入口连接。
[0008]优选的，所述富氧液空储存罐上方还有一出气管，富氧液空储存罐出口设于罐底。
[0009]优选的，所述低温急冷混合塔入口位于顶部。
[0010]优选的，所述富氧液空储存罐为常压平底罐。
[0011]优选的，所述低温急冷混合塔为规整填料塔。
[0012]优选的，所述富氧液空储存缓冲罐的操作压力大于空分上塔顶部操作压力小于空分下塔操作压力。。
[0013]优选的，所述富氧液空储存罐的操作压力为微正压。
[0014]一种内压缩空分系统，包括上述物质储存及回收、储能装置。
[0015]本技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0016](Ⅰ)本实施例的装置，谷电时期，打开液位调节阀关闭第二阀门，且增加泵不工作，此时通过富氧液空储存罐将空分下塔出口的富氧液空进行收本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种物质储存及回收、储能装置，包括精馏系统、压缩膨胀机机组(1)、板翅式主换热器(2)，精馏系统包括空分上塔(3)与空分下塔(4)，其特征在于，还包括富氧液空储存罐(5)与低温急冷混合塔(6)，富氧液空储存罐(5)入口与空分下塔(4)出口通过第一管路连接，第一管路上设置液位调节阀(011)，富氧液空储存罐(5)出口与低温急冷混合塔(6)入口通过第二管路(02)连接，第二管路(02)上设置增加泵(7)，低温急冷混合塔(6)入口还通过第三管路(03)与压缩膨胀机机组(1)出口连接，第三管路(03)上设置第二阀门(033)，低温急冷混合塔(6)气体出口通过第四管路(04)与空分下塔(4)入口连接，板翅式主换热器(2)出口通过第五管路(05)与空分下塔(4)入口连接，第四管路(04)与第五管路(05)交汇后与空分下塔(4)入口连接，低温急冷混合塔(6)塔底通过第八管路(08)与空分下塔(4)入口连接。2.如权利要求1所述的物质储存及回收、储能装置，其特征在于，物质储存及回收、储能装置还包括富氧液空储存缓冲罐(8)，富氧液空储存缓冲罐(8)入口与空分下塔(4)出口通过第六管路(06)连接，第六管路(06)上设置流量调节阀(066)，富氧液空储存缓冲罐...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄永顺，郑三七，张霖，朱远远，张群，魏西省，翟彦邦，严肇博，程璐璐，夏致远，
申请(专利权)人：陕西秦风气体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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