一种利用IGCC燃气轮机压缩空气生产氧气的方法及装置，所述的装置至少包括一由精馏塔组成的空分装置，它还包括：有一可引出一股燃气压缩空气的燃气轮机组压气机，一可将所述燃气压缩空气与从空分装置出来的常温氮气进行热交换的前热交换器；空分装置中的主换热器中设置有一供燃气压缩空气进入的前段换热通道，该前段换热通道在主换热器的上部设置有一连接一台带发电机的高温透平膨胀机，该高温透平膨胀机上的燃气压缩空气出口再连接于主换热器中的后段换热通道，所述后段换热通道出口连通原料空气压缩机来的空气汇合流道后或直接连通并接入精馏塔的中压塔内；本发明专利技术在精馏塔的双塔内实现了氧、氮的分离；在低压塔获得液氧，液氧经过至少一台液氧泵压缩后，在主换热器中复热汽化到常温作为高压氧气产品。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是ー种利用IGCC燃气轮机压缩空气的热能与压カ能，用于空分装置生产高压氧气的方法及装置，属于低温
技术介绍
整体煤气化联合循环发电系统，S卩IGCC (Integrated Gasification CombinedCycle),它是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动カ系统，对环境友好，无污染物排放，对环保具有实际意义。IGCC系统主要包括空分装置，燃气轮机组，蒸汽轮机组。燃气轮机机组包括压气机、膨胀机、发电机和燃烧室。膨胀机通过机械联结来驱动发电机和压气机，见附图I所示。 燃气轮机机组的是压气机工作产生压缩空气，压カI. 3MPa(绝压)，温度400°C。压缩空气除少部分被注入燃气轮机的燃烧室助燃外，大部分被节流减压到0. 5MPa (绝压)，经过纯化、降温后送入空分装置作为制氧的原料空气。如图所示。在此过程中，燃气轮机压缩空气大量的热能被循环冷却水冷却降温而浪费；1. 3MPa的压カ能节流到0. 5MPa也同样被浪费。压缩空气是空分装置加工空气量的30%，同时空分装置的分子筛吸附系统需要大量的热量进行分子筛再生。如果能够利用燃气轮机压缩空气大量的热能和压カ能，有利于空分装置制氧能耗的降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供ー种可以将燃气轮机的压缩空气的热能与压カ能回收，为空分装置制氧提高热量和冷量，从而減少整体煤气化联合循环发电系统的消耗，实现能源循环利用，以便节约成本和动力，降低空分装置制氧能耗的利用IGCC燃气轮机压缩空气生产氧气的方法及装置。本专利技术的目的是通过如下技术方案来完成的，ー种利用IGCC燃气轮机压缩空气生产氧气的装置，它至少包括一主要由原料空气压缩机，冷却、纯化单元，主换热器以及中低压双塔和主冷凝器组成的精馏塔构成的空分装置，它还包括一可引出一股燃气压缩空气的燃气轮机组压气机，一可将所述燃气压缩空气与从空分装置出来的常温氮气进行热交换的前热交換器；空分装置中的主换热器中设置有一供燃气压缩空气进入的前段换热通道，该前段换热通道在主换热器的上部设置有ー连接一台带发电机的高温透平膨胀机，该高温透平膨胀机上的燃气压缩空气出口再连接于主换热器中的后段换热通道，所述后段换热通道出口连通原料空气压缩机来的空气汇合流道后或直接连通并接入精馏塔的中压塔内。所述的前热交換器与主热交換器之间设置有一对燃气压缩空气进行纯化以除去水、ニ氧化碳和碳氢化合物杂质的纯化单元. 所述的原料空气压缩机之后经过冷却、纯化单元后至少分接有ニ路原料空气，第一路原料空气经过管道连接一高压空气压缩机，在经过第一冷却器后用管道连接ー低温透平膨胀机的增压机，增压机出ロ接有第二冷却器，之后通过管道连接主换热器；在所述主换热器的中部分叉接出一分支管路连接低温透平膨胀机，之后接入所述精馏塔的中压塔内；而从主换热器直接从底部接出一管路并直接或间接地接入所述精馏塔的中压塔内； 第二路原料空气经过所述主换热器的第二路原料空气流道后直接或间接接入所述精馏塔的中压塔内。ー种利用IGCC燃气轮机压缩空气生产氧气的方法，该方法是利用IGCC燃气轮机压缩空气的热能与压カ能，用于空分装置生产高压氧气，它包括如下几个步骤 1)从燃气轮机组压气机引出ー股压缩空气，其中至少一部分通过ー个前热交換器，与空分装置出来的常温污氮气进行热交換，使污氮气温度上升，压缩空气被冷却到常温，从而实现了压缩空气热能的回收； 2)压缩空气热能回收后继续纯化，经过纯化単元后除去水、ニ氧化碳和碳氢化合物杂质后送入空分冷箱的主换热器； 3)压缩空气引到主换热器后，从主换热器的上部抽出，然后送入到一台带发电机的高温透平膨胀机进行膨胀降压和降温，高温透平膨胀机通过机械耦合驱动发电机发电，从而实现了压缩空气压カ能量的回收； 4)降温后的压缩空气在主换热器中继续与逆流体进行热交換，从而进一歩冷却，与空分装置空气压缩机来的原料空气汇合进入冷箱内的精馏塔中压塔内，作为空分装置的一部分原料空气。5)所述的精馏塔由一个中压塔和一个低压塔通过主冷凝器联结形成双塔结构，通过主冷凝器，中压塔提供低压塔底部液体蒸发产生上升蒸汽的热量，而低压塔提供中压塔顶部氮气冷凝产生回流液的冷量，在双塔内实现了氧、氮的分离；在低压塔获得液氧，液氧经过至少一台液氧泵压缩后，在主换热器中复热汽化到常温作为高压氧气产品。本专利技术作为空分装置的另一部分原料空气来自于所述的空分装置空气压缩机，且所述空分装置的空气压缩机原料空气分为如下两部分 一部分原料空气送到一个高压空气压缩机进行压缩，之后引入主换热器与返流体热交换后冷却，然后使用ー个高压节流装置，节流后送入中压塔的下部； 剰余部分的原料空气引入主换热器与返流流体热交换也被冷却，之后也送入中压塔的下部，參与中压塔内的精馏。燃气轮机机组的压缩空气具有大量的热能和压カ能，IGCC空分装置生产高压氧气需要消耗大量的电能，本专利技术的目的在于提供一种能够充分利用IGCC燃气轮机压缩空气的热能与压カ能的装置和方法，相对于现有技术它具有较小的単位能量消耗生产高压氧，并对IGCC其它的系统没有干扰和影响；它充分回收利用了 IGCC系统的压缩空气大量的热能和压カ能，从而降低空分装置生产高压氧气的成本，可以经济地获得高压氧气。附图说明图I是现有燃气轮机组エ艺原理图。图2是本专利技术的エ艺流程原理图。具体实施例方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进ー步的详细说明。图2所示，本专利技术所述的ー种利用IGCC燃气轮机压缩空气生产氧气的装置，它至少包括一主要由原料空气压缩机，冷却、纯化单元，主换热器以及中低压双塔和主冷凝器组成的精馏塔构成的空分装置； 它还包括有一可引出一股燃气压缩空气的燃气轮机组压气机31，一可将所述燃气压缩空气与从空分装置出来的常温氮气进行热交换的前热交換器37;空分装置中的主换热器中设置有一供燃气压缩空气进入的前段换热通道，该前段换热通道在主换热器的上部设置有ー连接一台带发电机的高温透平膨胀机41，该高温透平膨胀机41上的燃气压缩空气出ロ再连接于主换热器中的后段换热通道，所述后段换热通道出ロ连通原料空气压缩机来的空气汇合流道后或直接连通并接入精馏塔的中压塔内。所述的前热交換器37与主热交換器之间设置有一对燃气压缩空气进行纯化以除去水、ニ氧化碳和碳氢化合物杂质的纯化单元39. 本专利技术所述的原料空气压缩机2之后经过冷却、纯化单元后至少分接有ニ路原料空气，第一路原料空气经过管道连接一高压空气压缩机13，在经过第一冷却器后用管道连接 一低温透平膨胀机的增压机16，增压机16出ロ接有第二冷却器，之后通过管道连接主换热器20 ;在所述主换热器20的中部分叉接出一分支管路连接低温透平膨胀机22，之后接入所述精馏塔的中压塔内；而从主换热器20直接从底部接出一管路并直接或间接地接入所述精馏塔的中压塔内； 第二路原料空气经过所述主换热器的第二路原料空气流道后直接或间接接入所述精馏塔的中压塔内。ー种利用IGCC燃气轮机压缩空气生产氧气的方法，该方法是利用IGCC燃气轮机压缩空气的热能与压カ能，用于空分装置生产高压氧气，它包括如下几个步骤 1)从燃气轮机组压气机31引出ー股压缩空气35，其中至少一部分通过ー个前热交换器，与空分装置出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用IGCC燃气轮机压缩空气生产氧气的装置，它至少包括一主要由原料空气压缩机，冷却、纯化单元，主换热器以及中低压双塔和主冷凝器组成的精馏塔构成的空分装置，其特征在于有一可引出一股燃气压缩空气的燃气轮机组压气机（31），一可将所述燃气压缩空气与从空分装置出来的常温氮气进行热交换的前热交换器（37）；空分装置中的主换热器中设置有一供燃气压缩空气进入的前段换热通道，该前段换热通道在主换热器的上部设置有一连接一台带发电机的高温透平膨胀机（41），该高温透平膨胀机（41）上的燃气压缩空气出口再连接于主换热器中的后段换热通道，所述后段换热通道出口连通原料空气压缩机来的空气汇合流道后或直接连通并接入精馏塔的中压塔内。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何晖，
申请(专利权)人：杭州杭氧股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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