【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、通过在空气分离设备中低温分离空气来制备液态或气态空气产物是已知的并且例如在wiley-vch出版公司2006年由h.-w.编辑出版的“industrial gasesprocessing”一书中，特别地在章节2.2.5“cryogenic rectification”中进行了描述。
2、“空气产物”这一概念在这里指的是至少部分通过大气空气的低温分离提供的流体。根据此处的基本理解，空气产物具有大气中包含的一种或多种空气气体，这些空气气体的组成与大气中的组成不同。空气产物原则上可以以气态、液态或超临界状态存在或加以提供，并且可以从这些聚合状态中的一种转化为另一种聚合状态。特别地，通过在特定压力下加热，液态空气产物可以转化为气态(“蒸发”)或转化为超临界状态(“伪蒸发”)，具体取决于加热期间的压力是低于或是高于临界压力。如果下文中提到了“蒸发”，则其中也应该包括相应的伪蒸发。
3、空气分离设备具有精馏塔系统，这些精馏塔系统通常可被设计为双塔系统，特别地为典型的林德双塔系统，但也可被设计成三塔或多塔系统。除了用于提取液态和/或气态的氮和/或氧的精馏塔，即用于氮氧分离的精馏塔外，还可设置用于提取其他空气组分，特别地氪、氙和/或氩的精馏塔。经常，包括这里，将“精馏”和“蒸馏”以及“塔”和“柱”这些术语或者由此组成的术语作为同义词使用。
4、使得所述精馏塔系统的精馏塔以不同的压力运行。已知的双塔系统具有所谓的高压塔(也被称为压力塔、中压塔或下塔)和所谓的低压塔(也被称为上塔)。高压塔通常在4
5、对于空气分离，可使用所谓的主(空气)压缩机/二次压缩机(main aircompressor/booster air compressor，mac-bac)方法或所谓的高气压(high airpressure，hap)方法。主压缩机/二次压缩机工艺是偏传统的工艺，近年来，高气压工艺越来越多地被用作主压缩机/二次压缩机工艺的替代方案。当前专利技术与高气压工艺结合使用，因此下列这方面的相关解释普遍适用，并且也适用于当前专利技术。由于成本明显降低(主压缩机和二次压缩机在一定程度上在一台机器中集成)，并且效率基本相当，因此高气压工艺可作为主压缩机/二次压缩机工艺的有利替代方案。
6、主压缩机/二次压缩机工艺的特征在于，输送至精馏塔系统的整个进气量的仅一部分被压缩至比高压塔的运行压力高出至少3bar、4bar、5bar、6bar、7bar、8bar、9bar或10bar的压力。进气量的另一部分仅被压缩到高压塔的压力，或与该压力塔的压力差异不超过1bar至2bar的压力，并且在这一较低的压力下被送入高压塔，尤其是在不额外膨胀的情况下。主压缩机/二次压缩机工艺的示例在(见上文)的图2.3a中示出。
7、与之相反，在高气压工艺中，输送至精馏塔系统的整个进气量均被压缩至明显高于高压柱运行压力的某一压力，即高出至少3bar、4bar、5bar、6bar、7bar、8bar、9bar或10bar的压力，以及例如多达14bar、16bar、18bar或20bar。高气压工艺例如从ep 2 980 514a1和ep 2 963 367a1中已知。
8、高气压工艺通常与所谓的内压缩(iv，internal compression，ic)结合使用。在内压缩中，通过从精馏塔系统中提取低温液态的空气产物，使该空气产物经受压力升高至产物压力，并且在产物压力上通过加热转化成气态或超临界状态，从而至少形成一种借助空气分离设备提供的气态加压空气产物。例如可借助于内压缩产生气态加压氧气(gox iv,gox ic)、气态加压氮气(gan iv,gan ic)或气态加压氩气(gar iv,gar ic)。与备选的同样可能的外压缩相比，内压缩提供了一系列技术优点并且例如在(见上文)的书中的章节2.2.5.2“内压缩”中已被阐释。
9、高气压工艺可用于不同实施例。这些通常按照设备的液体输出量进行分类和区分，即根据以液体形式提供和以液体形式从设备中提取的空气产物的量，或根据内压缩的空气产物与液体产物的比率。对于不太高的液体输出量，在高气压工艺中使用下述类型的冷增压机或冷压缩机，以便通过这种方式将随之多余的制冷量转换为更高气压，从而提升工艺效率。
10、利用所谓的拉赫曼或送气涡轮机(英语也称为upper column expander)的高气压工艺同样已知，这类涡轮机同样在下方进行了解释。在拉赫曼涡轮机中膨胀的空气被送入低压塔。其中，拉赫曼涡轮机可作为另一个涡轮机单元，在涡轮机单元之外加以提供，借助该涡轮机单元向高压塔中膨胀气态压缩空气，即所谓的克劳德涡轮机。
11、特别是在需要借助高气压工艺，主要或专门在16bar至50bar(绝对值)范围内的压力下提供内压缩气态氧的情况下，需要在工艺管理方面进行改善。本专利技术旨在提升高气压工艺的效率和竞争力，特别是对于这类典型的气体设备。
技术实现思路
1、在此背景下，当前专利技术提出根据独立权利要求的相应特征所述的用于提供一种或多种富氧气态空气产物的方法和相应设备。本专利技术的实施例为从属权利要求和以下说明的主题。
2、首先更详细地解释了本专利技术的进一步基本原理，并限定了用于描述本专利技术的术语。
3、“进气量”或简称“进气”在此指的是向空气分离设备的精馏塔系统供应的全部(“已进料”)空气。正如之前的解释，在主压缩机/二次压缩机工艺中，进气量仅部分地被压缩至明显高于高压塔运行压力范围的压力范围内的某一压力。相反地，在高气压工艺中，正如本专利技术的主题，全部进气量被压缩至这样的高压力范围内的某一压力。为了理解有关主压缩机/二次压缩机和高气压工艺的“明显”这一概念，参阅上述解释。
4、“超低温”液体在这里指的是沸点明显低于环境温度的液体介质，例如温度为–50℃或更低，特别是–100℃或更低。液态空气、液态氧、液态氮、液态氩或富含上述化合物的液体便是超低温液体的其中几例。
5、关于在空气分离设备中使用的装置或设备，参考专业文献，如(见上文)，特别是章节2.2.5.6，“apparatus”。在下文中，为了澄清和更清楚地划定，将更详细地解释对应装置的一些方面。
6、在空气分离设备中，使用多级涡轮压缩机来压缩进气量，该涡轮压缩机在此被称为“主空气压缩机”。涡轮压缩机的机械结构，一般对于行内专业人士是已知的
在涡轮压缩机中，利用布置在涡轮上或直接布置在轴上的涡轮叶片对需压缩的介质进行压缩。在此，涡轮压缩机形成一个结构单元，不过该结构单元在多级涡轮压缩机中可具有多个压缩档级。压缩档级在此通常包括涡轮或涡轮叶片的对应的布置。所有这些压缩档级可受同一轴驱动。不过，也可被设置为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于使用空气分离设备(100)生产加压富氧气态空气产物的方法，所述空气分离设备(100)具有带高压塔(11)和低压塔(12)的精馏塔系统(10)以及主热交换器(3)、第一涡轮机单元(4)和第二涡轮机单元(4)，其中，
2.根据权利要求1所述的方法，其中，第一和第二温度范围处在110K至140K。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第三温度范围比第一温度范围和第二温度范围高了10K以上。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，所述增压机单元(4)由冷压缩机形成。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，被压缩至第三压力范围内的压力的进气量中的第一分量，在使用所述增压机单元(4)使其达到第四压力范围内的压力之前，可以在所述主热交换器(3)中的第一个冷却步骤中冷却；并且被压缩至第三压力范围内的压力的进气量中的第一分量，在使用所述增压机单元(4)使其达到第四压力范围内的压力之后，可以在所述主热交换器(3)中的第二个冷却步骤中冷却，其中第二个冷却步骤包括冷却至第一温度范围内的温度。
6.根据权利要求5所
7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，在第五压力范围内的压力下提供被压缩至第三压力范围内的压力的进气量中的第二分量，并且期间还会使用另一个所述增压机单元(41)使其达到第五压力范围内的压力。
8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，会输送在所述第二涡轮机单元(6)的出口处形成的两相混合物用于相分离，然后以分离后的相送入所述低压塔(12)。
9.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其中，将在所述第二涡轮机单元(6)的出口处形成的两相混合物以两相形式送入所述低压塔(12)。
10.一种空气分离设备(100)，用于生产加压富氧气态空气产物，并具有带高压塔(11)和低压塔(12)的精馏塔系统(10)以及主热交换器(3)、第一涡轮机单元(4)和第二涡轮机单元(4)，其中，所述空气分离设备(100)经过适配，
11.根据权利要求10所述的空气分离设备(100)，其中，所述增压机单元(4)由冷压缩机形成。
12.根据权利要求10或11所述的空气分离设备(100)，所述空气分离设备适配用于执行根据权利要求1至10中的一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于使用空气分离设备(100)生产加压富氧气态空气产物的方法，所述空气分离设备(100)具有带高压塔(11)和低压塔(12)的精馏塔系统(10)以及主热交换器(3)、第一涡轮机单元(4)和第二涡轮机单元(4)，其中，
2.根据权利要求1所述的方法，其中，第一和第二温度范围处在110k至140k。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第三温度范围比第一温度范围和第二温度范围高了10k以上。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，所述增压机单元(4)由冷压缩机形成。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，被压缩至第三压力范围内的压力的进气量中的第一分量，在使用所述增压机单元(4)使其达到第四压力范围内的压力之前，可以在所述主热交换器(3)中的第一个冷却步骤中冷却；并且被压缩至第三压力范围内的压力的进气量中的第一分量，在使用所述增压机单元(4)使其达到第四压力范围内的压力之后，可以在所述主热交换器(3)中的第二个冷却步骤中冷却，其中第二个冷却步骤包括冷却至第一温度范围内的温度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，被压缩至第三压力范围内的压力的进气量中的第三分量可以与被压缩至第三压力范围内的压力的进气量中的第一分量一同经历第一个冷却步骤，并且使用所述增压机单元(4)使其达到第...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。