用于低温分离空气的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于借助一个用于氮氧分离的蒸馏塔系统（２０）低温分离空气的方法和装置，该蒸馏塔系统具有至少一个分离塔（２１，２２）。在一个空气压缩机（２）中压缩一个主空气流（１，５）并且在一个净化装置（４）中净化该主空气流。从所述主空气流（５）中分支出一个第一和第二空气流（７，８）。在两个串联连接的再压缩机（１０，１３）中再压缩所述第一空气流（７）。通过间接的热交换（１６）冷却并且至少部分地液化或者伪液化所述被再压缩了的第一空气流（１５）并且接着将其导入到所述用于氮氧分离的蒸馏塔系统（２０）中。通过间接的热交换（１６）冷却所述第二空气流（８）并且接着将其分为两个分流（２４，２７）并且使其在两个减压机（２５，２８）中做功地减压，其中，这两个减压机具有基本上相同的入口压力。将所述第二空气流的做功地减压的这些分流（２６，２９）至少部分地导入（３０，１２９）到所述用于氮氧分离的蒸馏塔系统（２０）中。所述第二空气流做功地减压（２５，２８）时产生的机械能被至少部分地利用来驱动所述两个串联连接的再压缩机（１０，１３）。从所述用于氮氧分离的蒸馏塔系统（２０）中取出一个液态的产品流（３１）、使其在液态下置于（３２）一个增高的压力并且在该增高的压力下通过与所述第一空气流（１５）的间接热交换（１６）蒸发或者伪蒸发并且最后将其作为气态的产品流（３４）取出。所述两个再压缩机（１０，１３）以一个高于２５０Ｋ的入口温度运行，尤其是以一个高于２７０Ｋ的入口温度运行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种如权利要求1的前序部分所述的用于低温分离空气的方法。
技术介绍
例如由Hausen/Linde的低温技术，1985年第二版第四章(第281页至 337页)公开了用于低温分离空气的方法和装置。该专利技术的蒸馏塔系统可以 被构造为用于氮氧分离的单塔系统、被构造为两塔系统(例如构造为传统 的林德双塔系统)或者被构造为三塔或更多塔系统。除了用于氮氧分离的 塔之外，也可以设置另外的装置来获得其他空气成分，特别是获得惰性气 体、例如获得氩或者获得氪-氙。本专利技术特别是涉及一种方法，通过该方法获得至少一种气态的压力产 品，其方式是将一个液态的产品流从用于氮氧分离的蒸馏塔系统中取出、 使其在液态中置于一个增高的压力并且在该增高的压力下通过间接的热交 换蒸发或者(在超临界的压力下)伪蒸发。例如由DE830805、 DE 901542(=US 2712738/US 2784572)、 DE 952908、 DE 1103363 (=US 3083544)、 DE 1112997 (=3214925)、 DE 1124529、 DE 1117616 (=US 3280574)、 DE 1226616 (=US 3216206)、 DE 1229561 (=US 3222878)、 DE 1199293、 DE 1187248 (=US 3371496)、 DE 1235347、 DE 1258882 (=US 3426543)、 DE 1263037 (US 3401531)、 DE 1501722 (=US 3416323)、 DE 1501723 (=US 3500651)、 DE 2535132 (=US 4279631 )、 DE 2646690、 EP 93448 Bl (=US 4555256)、 EP384483 B1 (=US 5036672)、 EP505812 (=US 5263328)、 EP 716280 Bl (=US 5644934)、 EP 842385 Bl (=US 5953937)、 EP 758733 Bl(=US5845517)、EP 895045 B1(=US 6038885)、DE 19803437 A1、EP 949471 Bl (=US 6185960 Bl)、 EP 955509 Al (=US 6196022 Bl )、 EP 1031804 Al(=US 6314755)、 DE 19909744、 EP 1067345 Al (US 6336345)、 EP 1074875 Al (=US 6332337)、 DE 19954593 Al、 EP 1134525 Al (=US 6477860)、 DE 10013073 Al、 EP 1139046 Al、 EP 1146301 Al、 EP 1150082 Al、 EP 1213552 A1、DE 10115258 A1、EP 12844404 Al (US 2003051504 Al )、 EP 1308680 Al(=US 6612129 B2)、 DE 10213212 Al、 DE 10213211 Al、 EP 1357342 Al 或DE 10238282 Al公开了这种内压缩方法。由WO 2004/099690公开了一 种本文开头所述类型的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是，经济上特别有利地设计一种此类的方法和一种相应的 装置。该目的通过以下方式解决，即两个再压縮机(Nadwerdichter)以高于 250K、特别是高于270K的入口温度运行。即两个再压縮机热运行。由此可以使用试验过的技术，例如两个相同的 涡轮升压机组合。此外，换热器体积较小并且从而节省了投资成本。减压机(Entspannungsmaschine)优选被构造为涡轮。它们具有"基本上 相同的入口压力"，也就是说，它们的入口压力最多在管路中的、换热器通 道或类似物中的不同压力损失方面有区别。两个减压机的入口温度相同或 者不同并且处于主换热器的热端和冷端之间的一个或者两个中间水平上。本专利技术可以应用在具有恰好两个空气流和将第二空气流分为恰好两个 分流的方法中。替代地，在本专利技术中也可以使用一个或者更多个附加的空 气流和/或一个或更多个附加的分流。例如可能的是，使用三个或更多个减 压机。这些减压机可以、但不必在入口侧并联连接。本专利技术的两个或更多个减压机也可以在出口侧并联连接，也就是说，具 有基本上相同的出口压力并且具有基本上相同的出口温度。对此替代地， 所述在入口侧并联连接的减压机中的至少两个具有不同的压力。来自做功地减压的机械能的传递优选通过所述两个并联连接的减压机 中的第一减压机与所述两个串联连接的再压縮机中的第一再压縮机的直接 的机械耦联并且通过所述两个减压机中的第二减压机与所述两个再压縮机 中的第二再压縮机的直接的机械耦联实现。特别有利的是将本专利技术应用在两塔或更多塔系统中，所述两塔或更多塔 系统具有一个高压塔和一个低压塔，其中，低压塔的工作压力低于高压塔 的工作压力。优选所述两个分流中的第一分流在其做功地减压的下游被导入到高压 塔中。在此，相应减压涡轮的出口压力处于大约高压塔的工作压力的水平 上。然后，所述两个分流中的第二分流同样被减压到大约高压塔压力并且例如与所述第一分流一起被导入到高压塔中。对此替代地，第二空气流的所述两个分流的第二分流至少部分地被导入 到低压塔中。由此，可能的是，相应减压涡轮的出口压力被更低地选择并 且在减压时通过增高的压力比可以做更多的功并且从而产生更多的冷。在三塔或更多塔系统中(即当用于氮氧分离的蒸馏塔系统具有一个高压 塔、 一个中压塔和一个低压塔时，这些塔在不同的压力下工作)，第一分流 可以至少部分地被导入到高压塔中并且第二分流至少部分地被导入到中压 塔和/或低压塔中。在很多情况下有利的是，第一空气流在第一再压缩机的上游并且第一空 气流在第二再压縮机的下游处于间接的热交换。在此，该第一空气流在第 一再压缩机前面被加热并且在第二再压縮机后面又被冷却。由此，该第一 空气流以一个温度进入到主换热器中，该温度低于第二再压縮机之后或者其再冷却器之后的温度。典型的方式是，该温度差为1-10K、优选为2-5K。 由此，产品流能够以更低的温度从主换热器中排出，这对于空气的预冷和 用于净化空气的分子筛的冷却具有有利的影响。替代或附加地，使用传统的中间冷却器或再冷却器，其通过与一种外部 的冷媒、例如冷却水的间接热交换将在所述再压縮机中出现的压縮热 (Kompresskm)排出。在此，可以使用一个或两个再冷却器，其方式是仅 仅第一再压缩机、仅仅第二再压縮机或者两个再压縮机各具有一个再冷却 器。原则上也可能的是，完全放弃再冷却器和上述的间接热交换。但是， 通常至少第一再压縮机具有一个再冷却器(中间冷却器)。本专利技术还涉及一种如权利要求9所述的、用于低温分离空气的装置。附图说明下面借助于附图中示意性示出的实施例详细描述本专利技术以及本专利技术的 其他细节。其中图1示出本专利技术方法的第一实施例， 图2示出具有冷压縮机的第二实施例。具体实施例方式在图1的实施例中，大气空气作为主空气流经由管路1被一个空气压 缩机2吸入、在那里被压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于借助一个用于氮氧分离的蒸馏塔系统（２０）低温分离空气的方法，该蒸馏塔系统具有至少一个分离塔（２１，２２），其中，　在一个空气压缩机（２）中压缩一个主空气流（１，５）并且在一个净化装置（４）中净化该主空气流，　从所述主空气 流（５）中分支出一个第一和一个第二空气流（７，８），　在两个串联连接的再压缩机（１０，１３）中再压缩所述第一空气流（７），　通过间接的热交换（１６）冷却并且至少部分地液化或者伪液化所述被再压缩了的第一空气流（１５）并且接着将第一 空气流该导入到所述用于氮氧分离的蒸馏塔系统（２０）中，　所述第二空气流（８）被通过间接的热交换（１６）冷却并且接着被分为两个分流（２４，２７）并且在两个减压机（２５，２８）中做功地减压，其中，这两个减压机具有基本上相同的入口压力，　 　将所述第二空气流的做功地减压后的分流（２６，２９）至少部分地导入（３０，１２９）到所述用于氮氧分离的蒸馏塔系统（２０）中，　所述第二空气流在做功地减压（２５，２８）时产生的机械能被至少部分地利用来驱动所述两个串联连接的再压缩机（１ ０，１３），　从所述用于氮氧分离的蒸馏塔系统（２０）中取出一个液态的产品流（３１）、该液态的产品流在液态下被达到（３２）一个增高的压力并且在该增高的压力下通过与所述第一空气流（１５）的间接热交换（１６）被蒸发或者伪蒸发并且最后被作为气 态的产品流（３４）取出，　其特征在于：这两个再压缩机（１０，１３）以一个高于２５０Ｋ的入口温度运行，尤其是以一个高于２７０Ｋ的入口温度运行。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A阿列克谢耶夫，D罗特曼，F施利比茨，D施文克，
申请(专利权)人：林德股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]