專利名稱：空氣增壓返流膨脹內(nèi)壓縮空氣分離的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空氣分離裝置，更具體的說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種空氣增壓返流膨脹內(nèi)壓縮空氣分離的裝置。
背景技術(shù)：
目前，通過(guò)精餾來(lái)分離空氣是眾所周知的，在這樣一種適于生產(chǎn)液態(tài)產(chǎn)品的分離空氣的設(shè)備中，對(duì)已壓縮的空氣流在進(jìn)行壓縮步驟，通過(guò)與至少一個(gè)分離產(chǎn)品間的熱交換， 冷卻再壓縮空氣的第一物流和至少部分液化的冷卻的第一物流，通過(guò)對(duì)外做功使至少一個(gè)再壓縮空的第二物流膨脹，精餾至少一部分液化空氣和至少一部分膨脹的第二空氣流，因此，如果另外需要?dú)鈶B(tài)氧氣產(chǎn)品，可以從精餾過(guò)程中以整齊的形式財(cái)產(chǎn)，或者以液態(tài)的形式采出并蒸發(fā)，這一蒸發(fā)通常是與進(jìn)料空氣進(jìn)行熱交換的。第二空氣流的膨脹滿足了設(shè)備在冷凍方面的要求，大部分的冷凍是由于必須以不同與氣態(tài)產(chǎn)品的方式采出液態(tài)產(chǎn)品，通常， 每一種產(chǎn)品都是以恒定的速率生產(chǎn)的，用這種設(shè)備來(lái)分離空氣得到不同形態(tài)的氧、氮產(chǎn)品， 特別是壓力較高的氧、氮產(chǎn)品，單位產(chǎn)品的電耗較高，設(shè)備的性價(jià)比較差。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN1208846A，授權(quán)
公開(kāi)日為1999年02月24日，發(fā)明的名稱為空氣分離裝置，該申請(qǐng)案公開(kāi)了一種空氣分離裝置，包括空氣壓縮機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)、氮產(chǎn)品壓縮機(jī)、和用于驅(qū)動(dòng)氮產(chǎn)品壓縮機(jī)的汽輪機(jī)。所述的汽輪機(jī)形成為包括蒸汽發(fā)生器的回路的一部分，在所述的回路中能通過(guò)水與從燃?xì)廨啓C(jī)或從另外的燃?xì)廨啓C(jī)中排出的熱煙氣進(jìn)行熱交換而產(chǎn)生蒸汽。其中不足之處是該設(shè)備生產(chǎn)不同形態(tài)的氧、氮產(chǎn)品，特別是壓力較高的氧、氮產(chǎn)品，單位產(chǎn)品的電耗較高，設(shè)備的性價(jià)比較差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有設(shè)備生產(chǎn)不同形態(tài)的氧、氮產(chǎn)品，特別是壓力較高的氧、氮產(chǎn)品，單位產(chǎn)品的電耗較高，設(shè)備的性價(jià)比較差的問(wèn)題，提供了一種電耗低性價(jià)比高的空氣增壓返流膨脹內(nèi)壓縮空氣分離的裝置。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種空氣增壓返流膨脹內(nèi)壓縮空氣分離的裝置，包括壓縮機(jī)、主換熱器和精餾塔，壓縮機(jī)的出口連接有純化裝置，所述的精餾塔包括上塔和下塔，所述的上塔底部設(shè)有冷凝蒸發(fā)器，所述的純化裝置連接有增壓機(jī)，所述的增壓機(jī)的出口連接有氧換熱器，所述的氧換熱器的出口與下塔的底部連接，所述的下塔底部進(jìn)口與主換熱器的出口連接，所述的下塔底部的出口連接有液空過(guò)冷器，所述的液空過(guò)冷器第一出口與上塔中部連接，所述的上塔底部第一出口和下塔頂部第一出口同時(shí)與主冷凝蒸發(fā)器連接，所述的上塔底部第二出口和下塔頂部第二出口同時(shí)與液空過(guò)冷器連接，所述的液空過(guò)冷器第二出口與上塔頂部連接，所述的上塔底部第三出口連接有液氧過(guò)冷器， 所述的液氧過(guò)冷器第一出口連接有低溫液體泵，所述的低溫液體泵的出口管穿過(guò)氧換熱器，所述的上塔頂部出口管同時(shí)穿過(guò)液空過(guò)冷器和液氧過(guò)冷器，再次穿過(guò)主換熱器與污氮膨脹機(jī)連接，所述的污氮膨脹機(jī)出口管依次穿過(guò)液空過(guò)冷器、主換熱器和復(fù)熱器與膨脹機(jī)
3增壓器連接。在空氣分離設(shè)備中增加了利用污氮為工質(zhì)的膨脹機(jī)，降低了空氣分離過(guò)程中電能的消耗，使分離出不同形態(tài)的氧氮產(chǎn)品的性價(jià)比高。作為優(yōu)選，所述的增壓機(jī)和氧換熱器之間連接有預(yù)冷機(jī)。在壓縮空氣進(jìn)入氧換熱器之前，利用預(yù)冷機(jī)壓縮空氣進(jìn)行冷卻，在一定程度上增加了氧換熱器的換熱效率。作為優(yōu)選，所述的預(yù)冷機(jī)為水冷卻器。預(yù)冷機(jī)為水冷卻器，利用水作為工作介質(zhì)， 相比電冷卻期而言，在一定程度上降低了設(shè)備在分離空氣時(shí)對(duì)電能的消耗作為優(yōu)選，所述的液空過(guò)冷器的第二出口管上設(shè)有液氮出口。液空過(guò)冷器的第二出口管上的液氮出口可為使用者提供液態(tài)氮?dú)?。作為?yōu)選，所述的液氧過(guò)冷器和低溫液體泵的連接管上設(shè)有液氧出口。液氧過(guò)冷器和低溫液體泵的連接管上的液氧出口可為使用者提供液態(tài)氧氣。作為優(yōu)選，所述的氧換熱器上設(shè)有壓力氧出口。上塔底部產(chǎn)生的氧氣通過(guò)主換熱器換熱后，在壓力氧出口為使用者提供各種壓力的氣態(tài)氧氣。作為優(yōu)選，所述的主換熱器上設(shè)有氮?dú)獬隹?。主換熱器上的氮?dú)獬隹诳蔀槭褂谜咛峁└鞣N壓力的氣態(tài)氮?dú)?。本?shí)用新型具有以下有益效果采用本使用新型設(shè)備可使產(chǎn)品質(zhì)量提高、造價(jià)大幅降低，單位產(chǎn)品的電耗比同類內(nèi)壓縮流程有顯著下降，可優(yōu)化設(shè)備的性價(jià)比，比同類外壓縮流程更為安全可靠，操作及維護(hù)簡(jiǎn)單。

圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。1、增壓機(jī)；2、預(yù)冷機(jī)；3、主換熱器；4、氧換熱器；5、污氮膨脹機(jī)；6、上塔；7、下塔； 8、冷凝蒸發(fā)器；9、液空過(guò)冷器；10、液氧過(guò)冷器；11、低溫液體泵；12、復(fù)熱器；13、膨脹機(jī)增壓器；14、液空過(guò)冷器第一出口 ；15、上塔底部第一出口 ；16、下塔頂部第一出口 ；17、上塔底部第二出口、18、下塔頂部第二出口、19、上塔底部第三出口 ；20、液空過(guò)冷器第二出口 ；21、 液氧出口 ；22、液氮出口 ；23、壓力氧出口 ；24、氮?dú)獬隹凇?5、工藝使用點(diǎn)；26、壓縮機(jī)；27、純
直 ο
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明實(shí)施例空氣增壓返流膨脹內(nèi)壓縮空氣分離的裝置(見(jiàn)附圖1)，包括壓縮機(jī)1、主換熱器3和精餾塔，精餾塔包括上塔6和下塔7，上塔6底部設(shè)有冷凝蒸發(fā)器8，壓縮機(jī)沈的出口連接純化裝置27，純化裝置27的連接有增壓機(jī)1，增壓機(jī)1連接有氧換熱器4，氧換熱器上設(shè)有壓力氧出口 23，壓縮機(jī)1和氧換熱器4之間連接有預(yù)冷機(jī)2，預(yù)冷機(jī)為水冷卻器， 氧換熱器4的出口與下塔7的底部連接，下塔7底部進(jìn)口與主換熱器3的出口連接，主換熱器上設(shè)有氮?dú)獬隹?24，下塔底部的出口連接有液空過(guò)冷器9，液空過(guò)冷器第一出口 14與上塔中部連接，上塔底部第一出口 15和下塔頂部第一出口 16同時(shí)與主換熱器4連接，上塔底部第二出口 17和下塔頂部第二出口 18同時(shí)與液空過(guò)冷器9連接，液空過(guò)冷器第二出口 20 與上塔頂部連接，液空過(guò)冷器的第二出口管上設(shè)有液氮出口 21，上塔底部第三出口 19連接有液氧過(guò)冷器10，液氧過(guò)冷器10第一出口連接有低溫液體泵11，液氧過(guò)冷器和低溫液體泵的連接管上設(shè)有液氧出口 22，低溫液體泵11的出口管穿過(guò)氧換熱器4，上塔頂部出口管同時(shí)穿過(guò)液空過(guò)冷器9和液氧過(guò)冷器10，再次穿過(guò)主換熱器4與污氮膨脹機(jī)5連接，污氮膨脹機(jī)5出口管依次穿過(guò)液空過(guò)冷器、主換熱器和復(fù)熱器12與膨脹機(jī)增壓器13連接，膨脹機(jī)增壓器13的出口連接到工藝使用點(diǎn)25。 空氣分離裝置的工作流程為經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)沈壓縮的空氣，在預(yù)冷機(jī)2中冷卻并在純化裝置27中除去水分、二氧化碳及乙炔等有害雜質(zhì)后，一路空氣經(jīng)主換熱器3，與返流氣體換熱冷卻到飽和溫度及部分液化后，進(jìn)入精餾塔下塔7的底部，另一路空氣經(jīng)增壓機(jī)1增壓及預(yù)冷機(jī)冷卻后進(jìn)入氧換熱器4，與返流壓力氧換熱后冷卻到接近飽和溫度，經(jīng)節(jié)流膨脹后進(jìn)入精餾塔下塔7的底部；經(jīng)分離出液體后成為下塔的上升氣流，在塔板上與下流液體充分接觸進(jìn)行熱質(zhì)交換，在下塔的底部得到富氧液空；富氧液空被引出下塔后，經(jīng)液空過(guò)冷器9被上塔頂部抽出的返流污氮及膨脹后污氮過(guò)冷，再經(jīng)節(jié)流膨脹進(jìn)入上他中部作為上塔 6精餾的回流液，在下塔的頂部得到氮?dú)?，少部分氮?dú)饪勺鳟a(chǎn)品引出，經(jīng)復(fù)熱后外供，大部分氮?dú)庠趦伤g的冷凝蒸發(fā)器8與液氧換熱被冷凝成液氮，其中一部分液氮成為下塔精餾的回流液，其余的液氮從冷凝蒸發(fā)器下部引出后，經(jīng)液空過(guò)冷器9被上塔頂部抽出的返流污氮及膨脹后污氮過(guò)冷，少部分液氮作為產(chǎn)品外供，大部分液氮經(jīng)節(jié)流膨脹進(jìn)入上塔頂部作上塔精餾的回流液；在塔板上下流液體與上升氣流充分接觸進(jìn)行熱質(zhì)交換，在上塔底部得到液氧，積在冷凝蒸發(fā)器8里，引出一部分液氧經(jīng)液氧過(guò)冷器10后可作為產(chǎn)品外供和經(jīng)低溫液體泵11升壓后再在氧換熱器復(fù)熱后去使用點(diǎn)，大部分液氧在冷凝蒸發(fā)器內(nèi)被氮?dú)饧訜岢裳鯕庾鳛樯纤纳仙羝纤敳康玫椒盗魑鄣?，返流污氮被引出上塔后，去過(guò)冷器、主換熱器冷段，經(jīng)復(fù)熱后去污氮膨脹機(jī)5產(chǎn)冷，膨脹后的污氮再經(jīng)過(guò)冷器及主換熱器復(fù)熱后去工藝使用點(diǎn)上述具體實(shí)施方式
用來(lái)解釋說(shuō)明本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型作出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種空氣增壓返流膨脹內(nèi)壓縮空氣分離的裝置，包括壓縮機(jī)、主換熱器和精餾塔， 壓縮機(jī)的出口連接有純化裝置，其特征是，所述的精餾塔包括上塔和下塔，所述的上塔底部設(shè)有冷凝蒸發(fā)器，所述的純化裝置連接有增壓機(jī)，所述的增壓機(jī)的出口連接有氧換熱器，所述的氧換熱器的出口與下塔的底部連接，所述的下塔底部進(jìn)口與主換熱器的出口連接，所述的下塔底部的出口連接有液空過(guò)冷器，所述的液空過(guò)冷器第一出口與上塔中部連接，所述的上塔底部第一出口和下塔頂部第一出口同時(shí)與主換熱器連接，所述的上塔底部第二出口和下塔頂部第二出口同時(shí)與液空過(guò)冷器連接，所述的液空過(guò)冷器第二出口與上塔頂部連接，所述的上塔底部第三出口連接有液氧過(guò)冷器，所述的液氧過(guò)冷器第一出口連接有低溫液體泵，所述的低溫液體泵的出口管穿過(guò)氧換熱器，所述的上塔頂部出口管同時(shí)穿過(guò)液空過(guò)冷器和液氧過(guò)冷器，再次穿過(guò)主換熱器與污氮膨脹機(jī)連接，所述的污氮膨脹機(jī)出口管依次穿過(guò)液空過(guò)冷器、主換熱器和復(fù)熱器與膨脹機(jī)增壓器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣增壓返流膨脹內(nèi)壓縮空氣分離的裝置，其特征是，所述的增壓機(jī)和氧換熱器之間連接有預(yù)冷機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣增壓返流膨脹內(nèi)壓縮空氣分離的裝置，其特征是，所述的預(yù)冷機(jī)為水冷卻器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的空氣增壓返流膨脹內(nèi)壓縮空氣分離的裝置，其特征是，所述的液空過(guò)冷器的第二出口管上設(shè)有液氮出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的空氣增壓返流膨脹內(nèi)壓縮空氣分離的裝置，其特征是，所述的液氧過(guò)冷器和低溫液體泵的連接管上設(shè)有液氧出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的空氣增壓返流膨脹內(nèi)壓縮空氣分離的裝置，其特征是，所述的氧換熱器上設(shè)有壓力氧出口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的空氣增壓返流膨脹內(nèi)壓縮空氣分離的裝置，其特征是，所述的主換熱器上設(shè)有氮?dú)獬隹凇?br> 專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電耗低性價(jià)比高的空氣增壓返流膨脹內(nèi)壓縮空氣分離的裝置，包括壓縮機(jī)、主換熱器、氧換熱器、精餾塔和污氮膨脹機(jī)為主要設(shè)備，精餾塔分為上塔和下塔以及上塔和下塔之間的冷凝蒸發(fā)器，相比同類空氣分離設(shè)備而言，在空氣分離設(shè)備中增加了利用污氮為工質(zhì)的膨脹機(jī)，降低了空氣分離過(guò)程中電能的消耗，使分離出不同形態(tài)的氧氮產(chǎn)品的性價(jià)比高。本實(shí)用新型采用本實(shí)用新型設(shè)備可使產(chǎn)品質(zhì)量提高、造價(jià)大幅降低，單位產(chǎn)品的電耗比同類內(nèi)壓縮流程有顯著下降，可優(yōu)化設(shè)備的性價(jià)比，比同類外壓縮流程更為安全可靠，操作及維護(hù)簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)F25J5/00GK202109724SQ20112018900
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者吳小峰, 奚征楠, 陳錫順 申請(qǐng)人:杭州優(yōu)?；辗衷O(shè)備有限公司