通过低温蒸馏空气生产增压净化空气和液体产品的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及通过低温蒸馏空气生产增压净化空气和液体产品的装置，包括：蒸馏塔系统；热交换器；涡轮机；空气压缩机；空气净化装置；将净化后空气分成第一和第二部分的管道；将第一部分送至热交换器冷却和冷却后将其送至蒸馏塔系统的管道；将第二部分送至热交换器冷却至中间温度后从热交换器移走并在第一压力下送至涡轮机、在膨胀后将其在第二压力下送至热交换器加热、和加热后将其作为产品流在第二压力下移走的管道；第一比第二压力高至少3bar且第二压力大于3bar?abs；还具有将富氧液体从蒸馏塔系统送至一顶部冷凝器进行汽化并在汽化后将其作为第一富氧气体移走、将富氮流体从第一塔移走和将至少一种液体产品从蒸馏塔系统移走的管道。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种通过低温蒸馏生产增压净化空气和液体产品的装置。
技术介绍
由EP-A-1027913已知通过净化压缩空气并然后使净化后的空气在涡轮机中膨胀以产生能量来生产洁净干燥空气。
技术实现思路
本技术使用净化后的压缩空气膨胀时产生的冷却效果来生产液体产品。与将膨胀后的空气送到大气中相反，在该情况中，膨胀后的空气在至少3bars abs、优选至少5bars abs的压力下被移走，因为意在将其作为一种纯空气产品。根据本技术，提供了一种通过低温蒸馏空气生产增压净化空气和液体产品的方法，其中:i)将空气压缩到第一压力下并对其净化以形成第一压力下的净化空气ii)将第一压力下的净化空气分为第一部分和第二部分iii)使第一部分在热交换器中冷却，然后送至蒸馏塔系统的第一塔iv)使第二部分在热交换器中冷却到一中间温度，从第一压力膨胀到第二压力，在该热交换器中在第二压力下被加热，并作为产品流被移走V)第一压力比第二压力高至少3bars且第二压力大于3bars absvi)使来自第一塔的富氧液体在第一塔的顶部冷凝器中汽化，并作为第一富氧气体被移走vii)从第一塔中移走富氮流体，以及vi ii)从蒸懼塔系统移走至少一种液体产品。可选地:-至少一种液体产品是从第一塔移走的液氮。-第一富氧气体被压缩并送回至第一塔。-将富氧液体从第一塔的顶部冷凝器中移走并送至蒸馏塔系统的第二塔的顶部，将富氧液体从第二塔底部作为液体产品移走。-使来自第一塔的冷凝器的富氧气体在涡轮机中膨胀。根据本技术的另一方面，提供了一种通过低温蒸馏空气生产增压净化空气和液体产品的装置，该装置包括:一至少具有一第一塔的蒸馏塔系统，该第一塔具有至少一个顶部冷凝器；一热交换器；一涡轮机；一用于压缩至第一压力的压缩机；用于净化第一压力下的空气的净化装置；用于将第一压力下的净化后的空气分成第一部分和第二部分的管道装置；一用于将第一部分送至热交换器中以进行冷却的管道；一用于将在热交换器中冷却后的第一部分送至蒸馏塔系统的第一塔的管道；一用于将第二部分送至热交换器中以冷却至中间温度的管道；一用于将第二部分在中间温度下从热交换器中移走和用于将第二部分在第一压力下送至涡轮机的管道；一用于将膨胀后的第二部分在第二压力下送至热交换器中以在第二压力下被加热的管道；和一用于将加热后的第二部分作为产品流在第二压力下移走的管道；其中，第一压力比第二压力高至少3bars且第二压力大于3barsabs ;该装置还具有一用于将富氧液体从第一塔送至第一塔的一个所述顶部冷凝器中以进行汽化的管道、一用于将汽化后的富氧液体作为第一富氧气体移走的管道、一用于将富氮流体从第一塔移走的管道、和一用于将至少一种液体产品从蒸馏塔系统移走的管道。可选地，该装置包括第二蒸馏塔和用于向第二蒸馏塔提供来自第一塔和/或一所述顶部冷凝器的富氧液体的装置。所述至少一种液体产品可包括液氮和液氧中的至少一种。附图说明下面将根据附图更详细地说明本技术，这些附图示出了按照本技术的方法，其中:图1示出了本技术的最简单的实施方式的流程图；图2示出了本技术的使用较复杂的氮蒸馏塔和冷压缩机及废气涡轮机的实施方式的流程图；图3示出了本技术的使用氮蒸馏塔和氧蒸馏塔的实施方式的流程图；图4示出了本技术的使用两个冷增压器和两个涡轮机的实施方式的流程图。具体实施方式图1示出了本技术最简单的形式，其中，在压缩机V中被压缩至9到IObars的第一压力的空气I在净化单元P中被净化以除去水和二氧化碳，并被分为第一部分5和第二部分3。第一部分5在铜焊铝制热交换器9中被完全冷却并送至单塔式氮蒸馏系统。A塔用来分离空气，在底部形成富氧液体11和在顶部形成富氮气体。富氮气体在顶部冷凝器C中冷凝并作为回流被送回该塔。富氧液体11被膨胀并送至顶部冷凝器C以形成汽化液体15，该汽化液体随后在热交换器9中被加热。液氮13作为产品被移走，气态的氮17优选也作为产品被移走以在交换器9中被加热。第二空气部分3在交换器9中被冷却至一中间温度，在涡轮机7中膨胀从9到IObars降至5bars并被送回交换器9中以在5bars下被加热。加热后的空气4构成在5bars下的洁净空气产品。在图2中，氮蒸馏塔稍更复杂一些，具有两个顶部冷凝器Cl和C2，且所述方法使用冷压缩机25和废气涡轮机23。在图2中，被压缩至9到IObars并在净化单元(图未显示)中净化的空气I被分为第一部分5和第二部分3。第一部分5在铜焊铝制热交换器9中被完全冷却并送至单塔式氮蒸馏系统。A塔用来分离空气，在底部形成富氧液体11和在顶部形成富氮气体。富氮气体在顶部冷凝器Cl和C2中冷凝并作为回流被送回该塔。富氧液体11被膨胀并送至顶部冷凝器Cl以形成汽化液体15，该汽化液体随后在冷压缩机25中被压缩并送至A塔。来自冷凝器Cl的液体被送至下部的冷凝器C2，所产生的汽化气体21在涡轮机23中膨胀并在热交换器9中被加热。液氮13作为产品被移走，气态的氮17优选也作为产品被移走以在交换器9中被加热。第二空气部分3在交换器9中被冷却至一中间温度，在涡轮机7中膨胀从9到IObars降至5bars,并被送回交换器9中以在5bars下被加热。加热后的空气4构成在5bars下的洁净空气产品。图3示出一氮发生器，其具有在8.5bars g和200ppb氧纯度下的43，000Nm3/h的气态氮产品流17和4，000Nm3/h的液氮流13。来自净化单元的在9bars g、30°C下84，000Nm3/h的干燥洁净大气空气流5 (大体上不含水和二氧化碳)在进入第一蒸馏塔A的中间阶段前，在交换器9中被冷却至_164°C的温度。在9bars g、30°C下136，000Nm3/h的干燥洁净大气空气流3(大体上不含水和二氧化碳)在交换器9中被冷却至-153.5°C的温度,并由润轮机7膨胀至4bars g下的_174°C的温度成为流4。该流4然后重新进入主交换器9，在那里被加热到28°C并作为增压干燥空气增压产品(下文简称CDA)被输送。润轮机7产生的能量由发电机(generator)重新获得。包含37%mol.氧的78，000Nm3/h的富氧液体流11被从氮蒸馏塔A的底部抽出，分为两股流(流IlA和流11B)。47，000Nm3/h的富氧液体流IlA通过一阀门膨胀并被供应给氮蒸馏塔A的顶部冷凝器Cl。31，000Nm3/h的富氧液体流IlB (流19)被用作第二蒸馏塔B的再沸器R的热源，并和流IlA混合并被供应给氮蒸馏塔A的顶部。具有41，000Nm3/h流量并包含27%氧的气态富氧循环流27在4.7barsg和_172°C下从氮蒸馏塔A的顶部冷凝器Cl排出，然后在循环增压器25中被压缩至8.9bars g，并在交换器9中过冷至-164.5°C后被供应给蒸馏塔A的靠下的部段。来自冷凝器C2的在3.7bars g和_172°C下的31，100Nm3/h的气态富氧废气21在主交换器9中被加热到_135°C，在涡轮机23中膨胀，然后重新进入主交换器9并在那里被加热至IJ 28。。。涡轮机23和冷增压器25相连。废气流21具有35，380Nm3/h的流量并包含45.2%的氧；包含68%氧的5，900Nm3/h本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过低温蒸馏空气生产增压净化空气和液体产品的装置，包括：一至少具有一第一塔（A）的蒸馏塔系统，该第一塔具有至少一个顶部冷凝器（C,C1,C2）；一热交换器（9）；一涡轮机（23）；一用于将空气压缩至第一压力的压缩机（V）；用于在第一压力下净化空气的净化装置（P）；用于将在第一压力下的净化后的空气分成第一部分和第二部分的管道装置；一用于将第一部分送至热交换器以进行冷却的管道；一用于将在热交换器中冷却后的第一部分送至蒸馏塔系统的第一塔的管道；一用于将第二部分送至热交换器以冷却至一中间温度的管道；一用于将第二部分在中间温度下从热交换器中移走和用于将第二部分在第一压力下送至涡轮机的管道；一用于将膨胀后的第二部分在第二压力下送至热交换器以在第二压力下被加热的管道；和一用于将加热后的第二部分作为产品流在第二压力下移走的管道；其中，第一压力比第二压力高至少3bars且第二压力大于3bars?abs；该装置还具有一用于将富氧液体从第一塔送至第一塔的其中一个顶部冷凝器中以进行汽化的管道、一用于将汽化后的富氧液体作为第一富氧气体移走的管道、一用于将富氮流体从第一塔移走的管道和一用于将至少一种液体产品从蒸馏塔系统移走的管道。...

【技术特征摘要】
2011.10.28 EP 11306399.41.通过低温蒸馏空气生产增压净化空气和液体产品的装置，包括:一至少具有一第一塔(A)的蒸馏塔系统，该第一塔具有至少一个顶部冷凝器(C，Cl, C2);一热交换器(9);一涡轮机(23);—用于将空气压缩至第一压力的压缩机(V);用于在第一压力下净化空气的净化装置(P);用于将在第一压力下的净化后的空气分成第一部分和第二部分的管道装置；一用于将第一部分送至热交换器以进行冷却的管道；一用于将在热交换器中冷却后的第一部分送至蒸馏塔系统的第一塔的管道；一用于将第二部分送至热交换器以冷却至一中间温度的管道；一用于将第二部分在中间温度下从热交换器中移走和用于将第二部分在第一压力下送至涡轮机的管道；一用于将膨胀后的第二部分在第...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·伯恩，A·吉亚尔，L·若瓦尼，P·勒博，津田和隆，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：