本发明专利技术公开了一种Ｎ型模式节能制气方法，其特征在于，包括步骤：使用精馏方法从空气中分离出液态第一气体，将分离出的液态第一气体储存；使用第一气体时，再将液态第一气体汽化输出。使用本发明专利技术中Ｎ型模式节能制气方法和装置，其产气量可按白天用气量的５０％左右来设计。５０％用气量可在晚上不需要用气时生产后储存，并在白天需要用气时与白天生产的气体一起供给用气装置，总体设备投资大大减小。避免了用户不用气时停车，用气时又要开车的频繁开、停车操作，减少了能源的浪费，同时有利于延长设备使用寿命。夜晚生产液态气体需要的低温介质大部分来由白天回收液态气体汽化所产生；少量低温介质由精馏装置分离出的液态副产品提供，减少了能源的浪费。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种N型模式节能制气方法及N型模式节能制气装置。
技术介绍
低温空气分离技术是指先对空气进行压缩、膨胀降温直至冷却到液化，利用空气 中不同组分(氧、氮等)的沸点不同，对空气进行多次的部分蒸发和部分冷凝，从而把氧、氮 等组分精馏分离的技术。精馏时需要降低空气的温度，降温时可利用低温介质与空气进行 热量交换以降低空气的温度。由于低温精馏生产的特点，普通一套空气分离装置的变负荷能力一般是很有限 的，即对需要加工分离的空气的流量有一定的上限和下限要求。上限要求一般大型空气分 离装置加工空气量不应超过设计量的5%，小型装置不应超过20% ；下限要求一般空气分 离装置加工空气量不应低于设计量的70%，否则就会破坏精馏过程，影响气体产品质量。从低温空气分离装置启动到合格出产品气体所需要的时间来看，一般小装置的热 开车时间为8小时，大装置热开车时间需要25小时以上，经过热开车之后，才能产出合格的 气体。热开车期间需要消耗大量的能源而没有合格产品的产出。因此频繁启、停装置的经 济损失很大。空气的低温分离过程是一个稳定的生产过程，超过一定范围的变负荷将对产品质 量有重大的负面影响；同时，频繁的启、停装置能源消耗很大，经济性很差。外界客户对气体的使用情况千差万别。并非所有气体使用单位都需要M小时连 续生产、稳定使用气体，不少气体使用单位是间断用气的。比如有的单位每天白天工作期间 用气，而晚上不用气(或用气很少)。我们称这种白天用气、晚上不用气，或者白天不用气、 晚上用气的用气模式为N型模式或类N型模式。气体的生产特点决定了必须尽量稳定生产气体产品以确保产品质量。但对于N型 模式或类N型模式的用气客户，其气体消耗特点是间断用气，例如白天使用，晚上不使用 或很少使用。由于晚上客户不消耗气体或消耗很少的气体，通常空气分离装置的生产将面 临如下两种情况。情况1 当晚上不使用气体时，由于气态产品难以储存，为避免气态产品放空，空 气分离装置就需要停产，但白天来到之前，需要提前热开车；而停产后的热开车成本很高， 热开车时间也很长，导致气体产品放空造成单位气体的生产成本提高。因此这种方法不经 济，也不实际。情况2 白天晚上连续稳定生产，由于客户晚上不用气，气体产品难以储存，为了 避免气体产品放空，一般采取以下2个方法回收晚上生产的气体产品。方法1 将晚上生产的气体产品通过压缩机压缩到高压(例如15MPa左右)装到 钢瓶或其他高压容器中，到白天的时候，减压到合适的压力送出。方法2 利用液态产品的体积小，将生产的气态产品通过液化流程生产成液态产 品装到低温液体储罐，到白天的时候将液化产品送汽化器(一般采用空气作为热源)汽化后送客户使用。对于用气需求是1. 5MPa以下的常温气体的客户，以上方法1和方法2，都有大量的 能量损失。在晚上储存气体产品的时候，不可避免的要花费大量的能源将气体升压到高压 或将气体液化成液态，白天又要减压或汽化，能源损失大。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可节省能源的N型模式节 能制气方法。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现N型模式节能制气方法，其特征在于，包括步骤使用精馏方法从空气中分离出液 态第一气体，将分离出的液态第一气体储存；在需要使用第一气体时，再将液态第一气体汽 化输出。优选地是，不使用第一气体时，生产需要使用的第一气体总量的40 % 60 %，并 以液态形式储存；需要使用第一气体时，将以液态形式储存的第一气体汽化输出；同时使 用制气装置生产需要使用的第一气体总量的另外60% 40%。更优选地是，不使用第一气体时，生产需要使用的第一气体总量的50%，并以液态 形式储存；需要使用第一气体时，将以液态形式储存的第一气体汽化输出；同时使用制气 装置生产需要使用的第一气体总量的另外50%。优选地是，液态第一气体汽化时，回收液态第一气体的冷量，回收的冷量用于精馏 分离。优选地是，所述的回收冷量是通过液态第一气体在汽化过程中与周围介质进行热 量交换，降低周围介质的温度，降低温度后的介质作为精馏时的低温介质。优选地是，利用精馏从空气中至少分离出液态第一气体和第二气体，分离出的液 态第一气体先储存，分离出的部分第二气体用于冷却空气。优选地是，利用精馏从空气中至少分离出液态第一气体和第二气体，分离出的液 态第一气体先储存，分离出的部分第二气体在液态第一气体汽化时回收冷量；然后，第二气 体为精馏提供冷量。优选地是，第二气体回收冷量后，先储存于存储系统中，需要使用第二气体的冷量 时，再用于为精馏提供冷量；所述第二气体一部分用于回收冷量，并且在回收冷量之前，首 先经过液化循环；所述第二气体另一部分进行液化循环后直接储存于储存装置中。优选地是，利用精馏还从空气中分离出液态第三气体，液态第三气体用于冷却空 气或为精馏提供冷量。优选地是，所述第一气体为氧气；第二气体为污氮气；第三气体为氮气。本专利技术的另一个目的是提供一种节省能源的制气装置。N型模式节能制气装置，包括用于从空气中分离出液态第一气体的精馏装置；和 将精馏装置分离出的液态第一气体输出的输送装置，其特征在于，还包括第一储存装置，第 一储存装置与精馏装置联通，用于储存经精馏装置分离出的液态第一气体；汽化装置，汽化 装置与第一储存装置联通，用于将第一储存装置储存的液态第一气体汽化；输送装置与汽 化装置联通，用于将汽化后的第一气体输出。优选地是，汽化装置还与精馏装置联通，汽化装置用于在汽化液态第一气体时降 低从精馏装置分离出的第二气体的温度，并将降低温度后的第二气体输送至精馏装置作为 精馏的低温介质。优选地是，还包括第二储存装置，用于储存经精馏装置分离出的第二气体；所述第 二储存装置与汽化装置联通。优选地是，还包括液化循环装置，用于液化进入第二存储系统之前的第二气体，并 循环利用液化的第二气体。优选地是，还包括第三储存装置，第三储存装置与精馏装置联通，用于储存精馏装 置分离出的第三气体。优选地是，所述第三储存装置还与第二储存装置联通。优选地是，还包括主换热器，主换热器与精馏装置联通；精馏装置可从空气至少分 离出液态第一气体、第二气体和第三气体；主换热器用于使从精馏装置分离出的第二气体 和第三气体之一或两种与进入精馏装置之前的空气进行热量交换，降低进入精馏装置之前 的空气的温度。优选地是，还包括副换热器，所述副换热器与精馏装置联通，用于使从精馏装置分 离出的液态第一气体与进入精馏装置之前的空气进行热量交换，使液态第一气体汽化，并 降低进入精馏装置之前的空气的温度；所述副换热器与输送装置联通，用于将在副换热器 进行热量交换后的第一气体输出。优选地是，所述第一气体为氧气；第二气体为污氮气。优选地是，所述第一气体为氧气；第二气体为污氮气；第三气体为氮气。本专利技术以白天使用第一气体，夜晚不使用第一气体为例说明。使用本专利技术的方法 和装置，白天需要使用第一气体时，装置生产所需第一气体总量的40% 60%，同时夜间 生产的液态第一气体汽化，提供另外60% 40%的第一气体，液态第一气体汽化时回收冷 量，以液态或气态第二气体的形式储存。在夜晚不需要使用第一气体时，液态第二气体被送 入精馏与换热系统，为生产液态第一气体补充低温冷量。制气装置在夜晚本文档来自技高网...
【技术保护点】
Ｎ型模式节能制气方法，其特征在于，包括步骤：使用精馏方法从空气中分离出液态第一气体，将分离出的液态第一气体储存；在需要使用第一气体时，再将液态第一气体汽化输出。
【技术特征摘要】
1.N型模式节能制气方法，其特征在于，包括步骤使用精馏方法从空气中分离出液态 第一气体，将分离出的液态第一气体储存；在需要使用第一气体时，再将液态第一气体汽化 输出。2.根据权利要求1所述的N型模式节能制气方法，其特征在于，不使用第一气体时，生 产需要使用的第一气体总量的40% 60%，并以液态形式储存；需要使用第一气体时，将 以液态形式储存的第一气体汽化输出；同时使用制气装置生产需要使用的第一气体总量的 另外60% 40%。3.根据权利要求1所述的N型模式节能制气方法，其特征在于，液态第一气体汽化时， 回收液态第一气体的冷量，回收的冷量用于精馏分离。4.根据权利要求3所述的N型模式节能制气方法，其特征在于，所述的回收冷量是通过 液态第一气体在汽化过程中与周围介质进行热量交换，降低周围介质的温度，降低温度后 的介质作为精馏时的低温介质。5.根据权利要求1所述的N型模式节能制气方法，其特征在于，利用精馏从空气中至少 分离出液态第一气体和第二气体，分离出的液态第一气体先储存，分离出的部分第二气体 用于冷却空气。6.根据权利要求1所述的N型模式节能制气方法，其特征在于，利用精馏从空气中至少 分离出液态第一气体和第二气体，分离出的液态第一气体先储存，分离出的部分第二气体 在液态第一气体汽化时回收冷量；然后，第二气体为精馏提供冷量。7.根据权利要求6所述的N型模式节能制气方法，其特征在于，第二气体回收冷量后， 先储存于存储系统中，需要使用第二气体的冷量时，再用于为精馏提供冷量；所述第二气体 一部分用于回收冷量，并且在回收冷量之前，首先经过液化循环；所述第二气体另一部分进 行液化循环后直接储存于储存装置中。8.根据权利要求5所述的N型模式节能制气方法，其特征在于，利用精馏还从空气中分 离出液态第三气体，液态第三气体用于冷却空气或为精馏提供冷量。9.根据权利要求7所述的N型模式节能制气方法，其特征在于，所述第一气体为氧气； 第二气体为污氮气；第三气体为氮气。10.N型模式节能制气装置，包括用于从空气中分离出液态第一气体的精馏装置；和将 精馏装置分离出的液态第一气体输出的输送装置，其特征在于，还包括第一储存装置，第一 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛祥龙，闫振华，
申请(专利权)人：上海加力气体有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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