氩气增强方法和装置制造方法及图纸

一种空气分离设备，包括：空气分离单元，该空气分离单元包括低压塔(101)、混合塔(103)和纯氮塔(102)，其中，低压塔(101)具有第一标称直径(D1)，纯氮塔(102)具有第二标称直径(D2)，该第二标称直径小于第一标称直径(D1)，混合塔(103)具有开口的圆柱形形状，该混合塔具有内部(129)，该内部具有内直径(D3)，该内直径标称大于第二标称直径(D2)，并且纯氮塔(102)位于混合塔(103)内部(129)。混合塔(103)内部(129)。混合塔(103)内部(129)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氩气增强方法和装置


[0001]本专利技术涉及低温空气分离方法和设备，特别是关于产生氩气的这种方法和设备。

技术介绍

[0002]众所周知，双塔空气蒸馏装备典型地包括在大约6巴下操作的中压蒸馏塔、在略高于大气压下操作的低压蒸馏塔、以及冷凝器
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汽化器。在初步净化之后，进料空气被送到中压塔的底部。在中压塔的底部中收集的“富氧液体”(富氧的空气)被送至低压塔中的中间点处作为回流。同时，几乎完全由氮组成的、收集在中压塔的上部处的“贫液氮”被送到低压塔的上部处作为回流。
[0003]在富氧液体的入口下方，低压塔通常包括“氩气出口”位置，用于产生这种气体。低压塔通常设置有气态氧和液氧提取管线。并且中压塔通常在头部处设置有气态氮和液氮提取管线。低压塔的顶部处的蒸气(“不纯的氮”)由含有百分之几氧的氮组成，并且通常被释放至大气。
[0004]在主要旨在产生通过管道直接供应给用户的气态氧的设施中，有时可能发生氧产量暂时过剩的情况。在最终用户的工厂关闭期间，情况尤其如此。在常规的蒸馏设施中，气态氧于是简单地排放到大气中，而会损失用于分离这种氧所耗费的能量。
[0005]法国专利2550325描述了对此的一种解决方案，该专利通过援引并入本文。2550325专利的想法是利用氧需求的暂时下降来增加设施的其他产品中的一个或多个产品。这种其他产品可以是氩气、液氧、液氮、或氮气的产品中的一种或多种产品。
[0006]为此，专利2550325中所描述的方法利用通过双塔对空气的蒸馏，该双塔包括：称为中压塔的、在相对高压下操作的第一蒸馏塔，以及称为低压塔的、在相对低压下操作的第二蒸馏塔。从这两个塔中的一个塔提取的液体被送到辅助塔的顶部，该辅助塔基本上在低压塔的压力下操作。氧含量低于该液体且取自低压塔的气体被送到该辅助塔的基部。在辅助塔的基部处收集的液体在回流下被送到低压塔中，基本上处于采样所述气体的位置。术语“辅助塔”意指具有蒸馏塔结构的塔，也就是说包括用于蒸馏类型的内衬或多个塔板的塔。
[0007]当供应辅助塔的液体是收集在低压塔的底部的液氧并且所述气体是该低压塔的塔顶蒸气时，获得最大效率。

技术实现思路

[0008]提供了一种空气分离设备，包括：空气分离单元，该空气分离单元包括低压塔、混合塔和纯氮塔，其中，低压塔具有第一标称直径，纯氮塔具有第二标称直径，该第二标称直径小于第一标称直径，其中，混合塔具有开口的圆柱形形状，该混合塔具有内直径，该内直径标称大于第二标称直径，其中，纯氮塔位于混合塔内部内。
附图说明
[0009]图1是本专利技术的一个实施例的示意图。
[0010]图2是根据本专利技术的一个实施例的蒸馏塔的上部部分的示意图，示出了纯氮塔和混合塔的细节。
[0011]图3是根据本专利技术的一个实施例的示出了纯氮塔和混合塔的细节的示意图。
[0012]图4是根据本专利技术的一个实施例的表明相关联的氩气塔的示意图。
[0013]元件附图标记
[0014]100＝具有粗氩塔且混合塔与纯氮塔同心的方法方案
[0015]101＝低压塔
[0016]102＝纯氮塔
[0017]103＝混合塔
[0018]104＝过冷器
[0019]105＝液氧泵
[0020]106＝来自低压塔的液氧
[0021]107＝过冷的液氧
[0022]108＝贫液氮5
[0023]109＝过冷的贫液氮
[0024]110＝液氮
[0025]111＝过冷的液氮回流股
[0026]112＝来自低压塔的污氮气
[0027]113＝到混合塔的污氮气
[0028]114＝来自混合塔的富氧废物流
[0029]115＝来自纯氮塔的纯氮气
[0030]116＝到储存器的液氧
[0031]117＝到混合塔的液氧回流股
[0032]118＝来自混合塔的富氮液流
[0033]119＝来自纯氮塔的富氮液流
[0034]120＝到纯氮塔的污氮气
[0035]121＝到混合塔的液氧回流阀
[0036]122＝到低压塔的顶部的贫液氮回流阀
[0037]123＝污氮气平衡阀
[0038]124＝到纯氮塔的顶部的液氮回流阀
[0039]125＝中压塔
[0040]127＝冷凝器/汽化器
[0041]128＝进料空气入口
[0042]129＝混合塔内部
[0043]130＝低压塔的蒸馏端
[0044]131＝在进入过冷器之前组合的来自混合塔的富氧废物流和来自低压塔的污氮气。
[0045]132＝在经过过冷器之后组合的来自混合塔的富氧废物流和来自低压塔的污氮气。
[0046]133＝氩气塔
具体实施方式
[0047]以下描述了本专利技术的说明性实施例。尽管本专利技术可以有各种修改和替代形式，其具体实施例已通过举例在附图中示出并且在本文中详细描述。然而，应理解的是，本文中对具体实施例的说明不旨在将本专利技术限于所披露的具体形式，而是相反地，其意图是涵盖落入如由所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的所有修改、等效物以及替代物。
[0048]当然，将了解的是，在任何这类实际实施例的研制中，必须做出许多对实现方式特定的决策来实现开发者的特定目标(例如，遵守与系统相关及与商业相关的约束)，这些特定目标将随实现方式的不同而变化。此外，将了解的是，这样的研制努力可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本披露的本领域普通技术人员而言仍然是例行的尝试。
[0049]本想法在于在污氮气上增加塔，该塔与纯氮塔并联运行。这个额外的塔将用作混合塔，该混合塔将借助于被送到这个塔的顶部的液氧回流股来在低压塔的顶部处产生额外的回流。
[0050]在图1至图4中，提供了具有粗氩塔且混合塔与纯氮塔同心的方法方案100。这包括中压塔125、低压塔101和冷凝器
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汽化器127。低压塔101具有第一标称直径(D1)和蒸馏端130。进料空气128在被适当地纯化(未示出)后被注入到低压塔101中，从而产生几乎完全由氧组成的富氧液体和几乎完全由氮组成的塔顶蒸气。
[0051]该塔顶蒸气的至少一部分蒸气在冷凝器127中冷凝并收集在塔125中。贫液氮108的一部分在过冷器104中被过冷，然后过冷的贫液氮109在贫液氮回流阀122中膨胀到略大于大气压的压力。这种膨胀的、过冷的液体基本上在低压塔101的顶部处作为回流被注入。
[0052]液氧106从低压塔去除并且通过液氧泵105增加压力，并且加压液氧在过冷器104中被过冷。因此产生过冷的液氧107。
[0053]可能发生的是，在有限的时间段内，气态氧会变得过剩，例如这是由于用户的临时关闭或调低。在这种情况下，过冷的液氧107可以分成到储存器的液氧116和液氧回流股117。调节液氧泵105以在管线中产生等于过量氧的液氧回流股11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种空气分离设备，包括：
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空气分离单元，该空气分离单元包括低压塔(101)、混合塔(103)和纯氮塔(102)，
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其中，该低压塔(101)具有第一标称直径(D1)，该纯氮塔(102)具有第二标称直径(D2)，该第二标称直径(D2)小于该第一标称直径(D1)，
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其中，该混合塔(103)具有开口的圆柱形形状，该混合塔具有内部(129)，该内部具有内直径(D3)，该内直径标称大于该第二标称直径(D2)，其中，该纯氮塔(102)位于该混合塔内部(129)内。2.如权利要求1所述的设备，其中，该混合塔(103)和该纯氮塔(102)与该低压塔(101)的蒸馏端(130)处于流体接触。3.如权利要求1或2所述的设备，其中，该混合塔(103)被配置成：
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接收液氧回流股(117)，
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产生富氧废物流(114)，
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接收来自该低压塔(101)的污氮气(113)，并且
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将富氮液流(118)返回至该低压塔(101)。4.如权利要求1或2所述的设备，其中，该纯氮塔(102)被配置成：
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接收过冷的液氮回流股(111)，
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产生纯氮气(115)，
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接收来自该低压塔(101)的污氮气(120)，并且
·<...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：