N型模式供气节能的方法技术

本发明专利技术涉及一种Ｎ型模式供气节能的方法，是通过以下步骤实现的：空气压缩；预处理；纯化；精馏；气体分析；产品压缩；产冷；在所述的“精馏”步骤中还通过以下步骤实现：通过镶嵌一个气液无级转化模块，将气态产品液化成液态产品放置在系统内部；当不需要输出时，关闭输出口；当在客户用气的时刻，输出，并在用气的时候将液态产品的冷量转移到维持冷量损失；本发明专利技术的有益效果是：可以按白天最大产量的５０％来配备，在白天装置生产一半的产品，另外一半来自于晚上回收的产品；由于使得装置配备为传统工艺所需的配备的５０％，设备总投资大大降低。而且没有能源浪费。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气体低温分离领域，尤其涉及一种供气节能的方法。技术背景低温精馏技术的分离是指利用不同气体的沸点的不同而进行的气体 分离生产。空气的分离过程在筛板塔板上进行，气体通过均布在筛板上的大量小孔(0.9mm左右)，在穿过筛板上的回流薄液层的时候，发生传热和 传质变化，上升气体中的氧含量被洗涤到回流液中，导致上升气体的含氮 量不断攀升。这样经过许多块塔板后，就将空分分离成高纯度的氮气、氧 气等等气体产品。精馏生产必然对需要加工分离的空气的流量有一定的上限要求。如空 气的流量过大，通过0.9mm筛孔的气体的流速就太大，就把纯度较低的筛 板上的回流液冲到上一块纯度高的塔板上，从而破坏了精馏过程， 一般称 这是种现象为"液悬"，大型气体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%，否则就影响气体产品质量。精馏生产对需加工分离的空气的流量也有一定的下限要求。如空气的 流量过小，回流液通过塔板表面时，来自于0.9mm筛孔的气体的流速由于 过小，就托不住塔板表面上的回流液，回流液就不能从正常通道流下，而 从0.9mm中的筛孔中漏下，这样就失去了传热和传质的过程，没有热质转 换，加工空气就无法分离，从而也破坏了精馏过程， 一般称这是种现象为 "漏液"， 一般气体分离装置加工空气量不应低于设计量的70%，否则也影 响气体产品质量。从装置开动所需要的时间来看，空气分离装置从开动到产品合格需要很长时间， 一般小装置的热开车为8小时，大装置开车时间需要25小时以 上。开车期间需要消耗大量的能源而没有任何产品的产出。开车时间之所 以这样长是因为需要将冷箱内的所有容器的温度从常温降低到零下180多 度以下，而且需要在每块塔板上积液并建立精馏工况。因此开车的损失很 大。根据以上分析，可知道气体的生产过程必须是一个稳定的生产过程， 超过一定范围的增加产量或减少产量将对产品质量有重大的负面影响。外界客户对气体的消耗情况千差万别。并非所有厂家都是24小时连续 生产、稳定使用气体。比如有的厂家每天白天工作期间用气，而晚上不用 气(或少用气)。 一般称这类时而用气、时而不用气(或少用气)的模式为 N型模式或类N型模式。由图1可见现有的工艺方法通过7个模块形成供气的步骤，包括-空气压縮模块、预处理模块、纯化模块(即热撬模块)、精馏模块(即冷箱 模块)、气体分析模块、产品压縮模块、产冷模块。这些模块的作用是空气压縮模块这个模块主要由空气过滤、压縮构成，它的作用是把原料空气升压到精馏所需要的压力。由于空压机的原理或后续工艺的不同， 有的还配备冷干机或冷冻机以及脱油系统。原料空气通过这个模块后，已 经脱去了部分冷凝水、杂质和油雾。预处理模块带压的原料空气进入这个模块中，空气进一步被洗涤， 空气温度进一步降低，空气中的易溶于水的杂质成分和水分进一步降低。 纯化模块(热撬模块)它几乎可以完全原料空气中的水分和二氧化碳(均在lppm以下)。这个模块非常关键，在冷箱模块中，加工空气的温度 将达到-18(TC以下，如果带油、水、C02超过lppm的话，这些杂质就变成 体积较大的固体，堵塞精馏塔内0.9mm左右的筛孔。精馏模块(冷箱模块)主要包含空气产品的分离以及主热/主冷部件。 这是气体产品的核心模块。气体分析模块主要是监控中间过程以及产品质量。产冷模块装置的精馏在-172TT-185。C之间进行，尽管冷箱采取保冷 措施，但冷量还是有损失。因此产冷模块的作用就是弥补冷损。产品压缩模块主要作用就是根据客户对气体产品压力的要求的不同 而进行调整。但按照上述的方法会产生如下的问题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。 但使用方的气体消耗特点是白天使用，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，空分装置的生产将面临二个问题。问题l:当晚上用气点不使用气体时，由于气态产品难以储存，为避免 气态产品放空，空分装置就需要停产，但白天来到之前，马上要提前开车， 而停产后的开车成本很高，因此不能停产。结果停产不行，不停产也不行。 通过经济分析比较后，通常的选择是不停产。如果不停产，必然导致气体 产品放空造成单位气体的生产成本提高。问题2:由于选择继续生产，为了避免气体产品放空，不外乎采取以下 2个办法回收放空的气体产品。办法一将晚上放空气体产品通过压縮机压縮到150kg/cm2装到钢瓶或其他高压容器中，到白天的时候，减压到客户需要的压力送出。方法二利用液态产品的体积小，将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气化器气化后送出 使用。但不论方法一还是方法二都有能量的大量损耗。客户用气消耗需要的是10barg以下的常温的气体。在晚上回收气体产品的时候，不可避免的需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，白天又要减压或气化，为了储存放空的气体的能源消耗的代价也很大。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供了一种N型模式供气节能的方，旨 在解决上述的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下步骤实现的空气压縮；预处理；纯化；精馏；气体分析；产品压縮；产冷；在所述的"精馏"步骤中还通过以下步骤实现通过镶嵌一个气液无级转化模块，将气态产品液化成液态产品放置在 系统内部；当不需要输出时，关闭输出口；当在客户用气的时刻，输出， 并在用气的时候将液态产品的冷量转移到维持冷量损失；与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:可以按白天最大产量的50% 来配备，在白天装置生产一半的产品，另外一半来自于晚上回收的产品； 由于使得装置配备为传统工艺所需的配备的50%，设备总投资大大降低。 而且没有能源浪费。 附图说明图1现有技术的供气方法流程图；图2是本专利技术的流程图；具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述由图2可见本专利技术是通过以下步骤实现的空气压縮；预处理；纯化；精馏；气体分析；产品压縮；产冷；在所述的"精馏"步骤中还通过以下步骤实现通过镶嵌一个气液无级转化模块，将气态产品液化成液态产品放置在 系统内部；当不需要输出时，关闭输出口；当在客户用气的时刻，输出； 并在用气的时候将液态产品的冷量转移到维持冷量损失。本专利技术让空分分离装置生产出的产品可以实现气态/液态产品的无级转 换。即在晚上不用停机的情况下，只要气体消耗量减少或不使用，多余的 气态产品转换成液态的形式储存在系统内部。到白天的时候，再转化成客 户的气态常温产品。这样既不需要停机也避免了多余气体的放空，同时也 不需要为储存气态产品而额外消耗能源，从而真正解决了这个产业的重大 节能工艺课题，实现了重大的突破。本专利技术在冷箱模块中，镶嵌了一个气液无级转化模块。这个模块可以 进行气、液的无级转换(从0%到100%的转换)。气液无级转化模块它的核心部件就是一个板式，作用是将气态产品 液化成液态产品放置在系统内部。只要没有液态产品输出出系统，就没有 能源的输出。把产品输出的时机放置在客户用气的时刻，并在用气的时候 将液态产品的冷量转移到维持冷量损失方面，就很好地解决了这个难题。本专利技术在客户用量减小以后，气体管道压力发生上升的趋势，通过压 力变送器发现这样的趋势后，在维持出精馏塔的产品产量不变的情况下， 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｎ型模式供气节能的方法，是通过以下步骤实现的：　空气压缩；　预处理；　纯化；　精馏；　气体分析；　产品压缩；　产冷；　在所述的“精馏”步骤中还通过以下步骤实现：　通过镶嵌一个气液无级转化模块，将气态产品液化成液态产品放置在系统内部；当不需要输出时，关闭输出口；当在客户用气的时刻，输出，并在用气的时候将液态产品的冷量转移到维持冷量损失。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陶元瑾，钟明钢，
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[中国|上海]