專利名稱：具有一體化機(jī)械壓縮的低溫空氣分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于生產(chǎn)氣體產(chǎn)品和液體產(chǎn)品的低溫空氣分離，更具體地說，涉及用來向低溫空氣分離裝置供應(yīng)規(guī)定壓力能量的壓縮系統(tǒng)，使該裝置能有效地生產(chǎn)所要求的各類產(chǎn)品。
適度數(shù)量的低溫液體產(chǎn)品可用空氣分離裝置通過對來自主空氣壓縮機(jī)的部分空氣流增壓、冷卻、然后經(jīng)低壓塔膨脹機(jī)膨脹進(jìn)行生產(chǎn)。對于內(nèi)部壓縮循環(huán)來說，在常規(guī)循環(huán)和/或渦輪機(jī)的情況下，不能對指定地點(diǎn)的液體生產(chǎn)進(jìn)行有效的成本效益調(diào)節(jié)。必須使解決方案做到為高液體產(chǎn)量設(shè)計(jì)的裝置能隨有關(guān)能量節(jié)省而減少其液體產(chǎn)量。另外，設(shè)計(jì)開發(fā)市場時(shí)要建立的裝置應(yīng)適合最后高液體產(chǎn)率用，而開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)處于高效、低產(chǎn)率直至市場變大為止。
問題是由泵抽液氧循環(huán)，特別是有關(guān)產(chǎn)品鍋爐壓縮機(jī)的本性所引起的。部分來自主空氣壓縮機(jī)的空氣流經(jīng)壓縮、冷卻后，于產(chǎn)品鍋爐內(nèi)冷凝以便蒸發(fā)高壓液氧流。在每臺裝置上，氣體氧流的輸送壓力都是固定的。盡管該壓力可從50變化到500磅/英寸2表壓，但它在各臺裝置上仍保持恒定。這就要求使用供應(yīng)高壓進(jìn)料空氣的壓縮機(jī)，稱作產(chǎn)品鍋爐壓縮機(jī)，必須輸送恒定的壓力。正是這種固定的輸送壓力條件才限制了液體產(chǎn)品的可變性。一旦選定離心式壓縮機(jī)并在指定的輸入壓力和流量下進(jìn)行操作，吸入壓力下降是不可能的。吸入壓力的任何下降都會引起出口壓力的相應(yīng)下降，這就意味著裝置的氣體氧壓力條件沒有得到滿足。
盡管指定裝置的氣體氧壓力必須保持恒定，但是還希望從該裝置中出來的液體產(chǎn)量能夠變化。用于液體生產(chǎn)的空氣流的加壓或通過單獨(dú)的壓縮機(jī)或通過在渦輪機(jī)工作出口旁加載增壓器來完成。減少來自指定地點(diǎn)的液體產(chǎn)品可通過降低低壓塔渦輪機(jī)的入口壓力來實(shí)現(xiàn)。如果使用單獨(dú)的壓縮機(jī)，渦輪機(jī)入口壓力的這種降低可通過使用導(dǎo)向葉片或吸入減壓閥調(diào)節(jié)裝置的出口壓力完成。這樣就會使液體產(chǎn)品隨有關(guān)能源的減少而減少，雖然費(fèi)用稍有損失。這種替代方案的缺點(diǎn)在于當(dāng)要求包括馬達(dá)、導(dǎo)軌、潤滑油系統(tǒng)等在內(nèi)的單獨(dú)壓縮機(jī)時(shí)成本要增加。除了相同構(gòu)件外這也是產(chǎn)品鍋爐壓縮機(jī)和渦輪機(jī)所要求的。
渦輪機(jī)的加載增壓器是花費(fèi)較少的替代方案，但不存在與液體調(diào)節(jié)有關(guān)的能源節(jié)省問題。降低壓縮機(jī)入口壓力將會引起出口壓力的下降和液體產(chǎn)量的減少。然而，由于由渦輪機(jī)加載增壓器，所以沒有電能的減少。能量的節(jié)省可通過降低主空氣壓縮機(jī)的輸送壓力來降低增壓器入口壓力實(shí)現(xiàn)。但是，對待滿足其要求條件的產(chǎn)品鍋爐壓縮機(jī)來說，主空氣壓縮機(jī)的輸送壓力必須保持恒定。此外，在使用供液體生產(chǎn)用的渦輪機(jī)負(fù)載增壓器的壓縮機(jī)情況下，不會有能量的節(jié)省。
常規(guī)系統(tǒng)情況下的另一個(gè)問題是產(chǎn)品鍋爐壓縮機(jī)本身的選擇。產(chǎn)品鍋爐壓縮機(jī)用來把空氣壓力提高到產(chǎn)品鍋爐內(nèi)液氧沸騰所必須的程度。正如上面在渦輪增壓器方面所討論的，用于此處的單獨(dú)壓縮機(jī)的費(fèi)用過高。為了降低費(fèi)用，在主空氣壓縮機(jī)內(nèi)增加額外的齒輪，從而在主空氣壓縮機(jī)上添加了一級或多級產(chǎn)品鍋爐壓縮機(jī)。這種可供選擇的方案缺點(diǎn)在于依靠這些產(chǎn)品鍋爐的葉輪，獲得良好的效果是困難的。這是因?yàn)闉榱藘?yōu)化主壓縮機(jī)葉輪的效果，設(shè)定了大齒輪的速度，但對于產(chǎn)品鍋爐葉輪來說，這不是典型最佳的速度。
總的來說，問題在于目前在恒定產(chǎn)品氣體氧壓力下，沒有能以成本效益和方便的方式使液體產(chǎn)量變化的系統(tǒng)。對于選定用在某個(gè)最低數(shù)量以上的液體產(chǎn)品的裝置來說，液體產(chǎn)量的調(diào)節(jié)是非常重要的。不能減少液體的產(chǎn)量，有損于受控于市場情況變化的裝置能力。當(dāng)建立裝置時(shí)，不會立即出現(xiàn)需求大量的液體。但是，若市場需求增加時(shí)，設(shè)計(jì)能生產(chǎn)大量的液體但也能有效生產(chǎn)小量的裝置，將是很有價(jià)值的。
由此，本發(fā)明的目的在于提供能有效地生產(chǎn)氣體產(chǎn)品也能生產(chǎn)液體產(chǎn)品的低溫空氣分離系統(tǒng)，尤其是在規(guī)定的提高壓力下生產(chǎn)氣體產(chǎn)品和當(dāng)液體產(chǎn)量變化時(shí)。
基于閱讀本說明書的所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，對由本發(fā)明完成的上述和其他目的將變得很清楚，本發(fā)明的一個(gè)方面是一種從低溫空氣分離裝置生產(chǎn)氣體和液體產(chǎn)品的方法，包括(A)壓縮低溫空氣分離裝置用的總進(jìn)料空氣至基本負(fù)荷壓力；(B)將基本負(fù)荷進(jìn)料空氣分成渦流增壓器流體和產(chǎn)品鍋爐增壓器流體；
(C)通過流經(jīng)至少一個(gè)渦輪增壓器壓縮機(jī)進(jìn)一步壓縮渦輪增壓器流體，并使渦輪增壓器流體流入低溫空氣分離裝置；(D)通過流經(jīng)至少一個(gè)產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)進(jìn)一步壓縮產(chǎn)品鍋爐增壓器流體，使產(chǎn)品鍋爐增壓器流體流過產(chǎn)品鍋爐，再使產(chǎn)品鍋爐增壓器的流體進(jìn)入低溫空氣分離裝置；(E)通過一單一變速箱提供能量以使所有的渦輪增壓器和所有的產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；(F)在低溫空氣分離裝置中通過低溫精餾分離渦輪增壓器流體和產(chǎn)品鍋爐增壓器流體成為氣體產(chǎn)品和液體產(chǎn)品；和(G)從低溫空氣分離裝置中回收氣體產(chǎn)品和液體產(chǎn)品。
本發(fā)明的另一方面是從低溫空氣分離裝置生產(chǎn)氣體和液體產(chǎn)品的設(shè)備，包括(A)具有至少一個(gè)塔的低溫空氣分離裝置；(B)基本負(fù)荷空氣壓縮機(jī)和供進(jìn)料空氣進(jìn)入基本負(fù)荷空氣壓縮機(jī)的裝置；(C)至少一臺渦輪增壓器壓縮機(jī)和供來自基本負(fù)荷空氣壓縮機(jī)的進(jìn)料空氣流入一臺或多臺渦輪增壓器壓縮機(jī)的裝置；(D)至少一臺產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)，產(chǎn)品鍋爐，供來自基本負(fù)荷空氣壓縮機(jī)的進(jìn)料空氣流入一臺或多臺產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)和來自一臺或多臺產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)的進(jìn)料空氣流入產(chǎn)品鍋爐的裝置；(E)變速箱，供各渦輪增壓器壓縮機(jī)與變速箱傳動連接的裝置，和供各產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)與變速箱傳動連接的裝置；(F)供來自一臺或多臺渦輪增壓器壓縮機(jī)的進(jìn)料空氣進(jìn)入低溫空氣分離裝置的裝置，和供來自產(chǎn)品鍋爐的進(jìn)料空氣進(jìn)入低溫空氣分離裝置的裝置；和(G)供回收低溫空氣分離裝置中氣體產(chǎn)品的裝置和供回收低溫空氣分離裝置中液體產(chǎn)品的裝置。
當(dāng)用于本發(fā)明中時(shí)，術(shù)語“進(jìn)料空氣”指的是主要含有氧、氮和氬的混合物，如環(huán)境空氣。
當(dāng)用于本發(fā)明中時(shí)，術(shù)語“塔”指的是蒸餾或分餾塔或區(qū)，即接觸塔或區(qū)，其中液相和氣相逆流接觸以進(jìn)行流體混合物的分離，例如通過氣相和液相在一系列豎直放置的塔盤或安裝在塔內(nèi)的塔板和/或填料單元如結(jié)構(gòu)或無規(guī)填料上接觸。為了蒸餾塔的進(jìn)一步討論，參見“化學(xué)工程師手冊”，第五版，R.H.佩里和C.H.奇爾頓編，麥格勞-希爾圖書公司，紐約，第13章，連續(xù)蒸餾工藝(See the Chemical Engineer′sHandbook,fifth edition,edited by R.H.Perry and C.H.Chilton,McGraw-Hill Book Company,New York,Section 13,TheContinuoas Distillation Process)。
術(shù)語“雙塔”使用時(shí)意指具有與低壓塔下端呈熱交換關(guān)系形式的上端的高壓塔。雙塔的進(jìn)一步討論登載在魯曼(Ruheman)的“氣體的分離”中，牛津大學(xué)出版社，1949，第Ⅶ節(jié)，工業(yè)氣體分離(“TheSeparation of Gasee”,Oxford University Press,1949,ChapterⅦ,Commercial Air Separation)。
氣液接觸分離工藝過程取決于各成分蒸汽壓的差別。高蒸汽壓(或易揮發(fā)或低沸點(diǎn)的)的成分傾向在氣相中濃縮而低蒸汽壓(或不易揮發(fā)或高沸點(diǎn))的成分傾向于在液相中濃縮。部分冷凝是一種借助蒸汽混合物的冷卻被用于濃縮一種或多種揮發(fā)性成分于氣相中而因此使一種或多種不易揮發(fā)的成分濃縮在液相中的分離工藝過程。精餾，或連續(xù)蒸餾，是一種通過氣液相逆流處理時(shí)所生成的連續(xù)部分蒸發(fā)和冷凝結(jié)合的分離工藝過程。氣液相逆流接觸通常是絕熱的且能包括積分(分段)或微分(連續(xù))的相間接觸。利用精餾原理分離混合物的分離方法的裝置經(jīng)常被互換稱作精餾塔、蒸餾塔、或分餾塔。低溫精餾是一種至少部分在或低于開氏溫度150°(K)下進(jìn)行的精餾工藝過程。
當(dāng)用于本發(fā)明中時(shí)，術(shù)語“間接熱交換”指的是使兩股流體進(jìn)入熱交換關(guān)系但沒有任何物理接觸或流體彼此的混合。
當(dāng)用于本發(fā)明中時(shí)，術(shù)語“渦輪膨脹”和“渦輪膨脹機(jī)”分別指的是用于使高壓氣體流通過軸向或徑向渦輪機(jī)以降低氣體的壓力和溫度借此產(chǎn)生致冷作用的方法和設(shè)備。
當(dāng)用于本發(fā)明中時(shí)，術(shù)語“壓縮機(jī)”指的是提高氣體壓力用的裝置。
當(dāng)用于本發(fā)明中時(shí)，術(shù)語“產(chǎn)品鍋爐”指的是熱交換器，其中來自低溫空氣分離裝置的液體，通常在提高壓力下，通過與進(jìn)料空氣的間接熱交換被蒸發(fā)。產(chǎn)品鍋爐可能是單一的單元也可能被裝入用于冷卻進(jìn)料空氣的熱交換器中。
當(dāng)用于本發(fā)明中時(shí)，術(shù)語“渦輪增壓器壓縮機(jī)”指的是一壓縮機(jī)，典型的是旋轉(zhuǎn)葉輪單元，用于提高氣體的壓力，通常是提高部分進(jìn)料空氣的壓力，用于提高工藝的致冷作用，經(jīng)渦輪膨脹后的氣體可產(chǎn)生致冷作用。
當(dāng)用于本發(fā)明中時(shí)，術(shù)語“產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)”指的是一壓縮機(jī)，典型的是旋轉(zhuǎn)葉輪單元，用于提高氣體的壓力，通常是提高部分進(jìn)料氣體的壓力，用于蒸發(fā)液體以提供氣體產(chǎn)品。一般對液體進(jìn)行加壓以便在提高的壓力水平下獲得蒸發(fā)的氣體。
當(dāng)用于本發(fā)明中時(shí)，術(shù)語“變速箱”指的是用于在能量提供者(即電動機(jī)、蒸汽渦輪機(jī)和氣體膨脹器)和能量使用者(即氣體壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī))之間傳送軸能的裝置。變速箱是各個(gè)齒輪與具有相關(guān)軸的齒輪一體化的組合，從而為每個(gè)能量單元提供最優(yōu)化的軸速。


圖1是本發(fā)明低溫空氣分離系統(tǒng)的一個(gè)最佳實(shí)施方案的簡化示意圖。
圖2詳細(xì)說明用于本發(fā)明實(shí)施的橋式裝置的實(shí)施方案以及引入低溫空氣分離系統(tǒng)的一體化。
附圖中的標(biāo)號對于通用部件相同。
參照附圖將對本發(fā)明作詳細(xì)地描述。現(xiàn)看圖1和2，供給低溫空氣分離裝置的總進(jìn)料空氣，用進(jìn)料空氣流50表示，進(jìn)入基本負(fù)荷空氣壓縮機(jī)51，在其中被壓縮到基本負(fù)荷壓力，通常在140-180磅/英寸2絕壓(psia)范圍內(nèi)?；矩?fù)荷壓力為低溫空氣分離裝置提供足夠的能量以便能把進(jìn)料空氣分離成為一種或多種產(chǎn)品氧、氮和氬，能產(chǎn)生標(biāo)稱壓力的氣體產(chǎn)品，和能產(chǎn)生標(biāo)稱數(shù)量的液體產(chǎn)品，通常為進(jìn)料空氣的2％左右。通過流經(jīng)預(yù)凈化器52清除掉基本負(fù)荷壓力進(jìn)料空氣96中的高沸點(diǎn)雜質(zhì)，如水蒸氣、二氧化碳和烴類，再把清潔過的基本負(fù)荷壓力進(jìn)料空氣53供應(yīng)給橋式裝置54，它在圖1中以方塊形式表示并在圖2中予以橋式裝置以能在超常態(tài)提高的壓力下回收一種或多種氣體產(chǎn)品，還能以超常態(tài)的數(shù)量回收液體產(chǎn)品這樣有效的方式，向低溫空氣分離裝置提供規(guī)定壓力能量。另外，橋式裝置能使該裝置的規(guī)定產(chǎn)品的種類和數(shù)量變化，但不會遇到顯著的損失。對橋式裝置的配置將參考圖2作詳細(xì)地描述。
現(xiàn)參照圖2，基本負(fù)荷壓力進(jìn)料空氣53被分成渦輪增壓器流體或部分2以及產(chǎn)品鍋爐增壓器流體或部分11。如有必要，還可使基本負(fù)荷壓力進(jìn)料空氣的一部分或多份其它部分經(jīng)過或不經(jīng)過進(jìn)一步壓縮，流入低溫空氣分離裝置。如所述其它部分被進(jìn)一步壓縮，則優(yōu)選經(jīng)變速箱60輸送能量給壓縮機(jī)以動力。使渦輪增壓器流體流過吸入減壓閥或入口導(dǎo)向葉片3再作為流體4，進(jìn)入渦輪增壓器壓縮機(jī)55。在渦輪增壓器壓縮機(jī)55內(nèi)渦輪增壓器流體被壓縮至通常范圍在250-350psia的壓力。所得到的渦輪增壓器流體5被壓縮的熱效應(yīng)冷卻，如通過流經(jīng)冷卻器6，再流過閥7以流體8進(jìn)入初級熱交換器56。如有必要，一些或全部渦輪增壓器流體2以流體9經(jīng)閥門57繞過渦輪增壓器55。
流體8的渦輪增壓器流體通過流過初級熱交換器56被冷卻再進(jìn)入低溫空氣分離裝置。在附圖所說明的本發(fā)明實(shí)施方案中，冷卻的渦輪增壓器流體20流經(jīng)可在其中渦輪膨脹的渦輪膨脹機(jī)58，再以生成的渦輪膨脹過的渦輪增壓器流體21進(jìn)入低溫空氣分離裝置。渦輪膨脹機(jī)58具有軸59，該軸接合橋式裝置54的變速箱60，至少提供一些能量以驅(qū)動橋式裝置。
以流體11的產(chǎn)品鍋爐增壓器流體流經(jīng)吸入減壓閥或入口導(dǎo)向葉片12再作為流體13進(jìn)入第一產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)61，它在其中被壓縮。壓縮過的流體14為壓縮的熱效應(yīng)所冷卻，如通過流經(jīng)冷卻器62，然后作為流體15進(jìn)入第二產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)63，它在其中被進(jìn)一步壓縮。所生成的產(chǎn)品鍋爐增壓器流體16，通常在200-550psia的壓力范圍內(nèi)，被壓縮的熱效應(yīng)冷卻，如通過冷卻器17，再作為流體18流入并流過初級熱交換器56，它在其中借助于與返回的流體進(jìn)行間接熱交換而被冷卻。如有必要，流體18的部分19按圖2所示循環(huán)到產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)。所得到的渦輪增壓器流體64再流入產(chǎn)品鍋爐65，它在其中被冷卻并且在用來使來自低溫空氣分離裝置的提高壓力液體沸騰的同時(shí)，通常還至少部分冷凝。所得到的產(chǎn)品鍋爐增壓器流體66再進(jìn)入低溫空氣分離裝置。
橋式裝置由馬達(dá)/電動機(jī)或其它牽引機(jī)67驅(qū)動，它們能經(jīng)軸68向變速箱60供應(yīng)能量。依橋式裝置上的所有部件間凈能量平衡而定，馬達(dá)/電動機(jī)67能引出能量。所有的渦輪增壓器壓縮機(jī)和所有的產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)通過適當(dāng)?shù)妮S與所述單一變速箱傳動連接以便傳遞力或能量。
變速箱60含有為傳輸分別與壓縮機(jī)、膨脹器和橋式裝置的電動機(jī)有關(guān)的軸能所必須的互聯(lián)齒輪。有代表性的橋式裝置包括主齒輪99，或大齒輪，它是與主牽引機(jī)，如電動機(jī)67連接的軸。把另外的二檔齒輪或小齒輪，100、101、102用在單個(gè)或成對單元與大齒輪的連接上。此外，其它中間齒輪(未畫出)用在大齒輪和小齒輪之間以改進(jìn)齒輪齒數(shù)比或各個(gè)連接單元的轉(zhuǎn)動速度。齒輪直徑與齒的幾何關(guān)系可提供變換伴隨齒輪的旋轉(zhuǎn)速度，它與伴隨齒輪的直徑成反比關(guān)系。
本發(fā)明共同變速箱的主要優(yōu)點(diǎn)是為各連接膨脹器或壓縮機(jī)提供優(yōu)化的轉(zhuǎn)動速度的能力。例如，在使用共同變速箱的情況下，膨脹器不限于操作在與連接同一軸的壓縮機(jī)相同的速度下。此外，使用單一的變速箱可避免對膨脹器和壓縮機(jī)能量要求的制約。因此，在優(yōu)化速度、壓力比和滿足工藝適應(yīng)性以及滿足工藝適應(yīng)性和渦輪機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的流量方面對所有的壓縮機(jī)和膨脹機(jī)級段進(jìn)行了設(shè)計(jì)。另外，單一變速箱能把機(jī)械損失，即軸承摩擦降至最小程度，還可減少安裝費(fèi)。單一和密實(shí)的包裝可減少配管損失并允許可在商店而不是現(xiàn)場安裝。
任何適當(dāng)?shù)牡蜏乜諝夥蛛x裝置都可用在本發(fā)明的實(shí)施中。圖1就說明了這樣的一種裝置69，包括具備高壓塔70和低壓塔71的雙塔。該裝置還具有氬側(cè)臂塔72。
現(xiàn)參照圖1，渦輪增壓器流體21和產(chǎn)品鍋爐增壓器流體66分別進(jìn)入高壓塔70，該塔操作壓力范圍一般在75-300psia。優(yōu)選在75-150psia。在高壓塔70內(nèi)，流體通過低溫精餾分離成富氧液體和富氮的氣體。富氧的液體以流體73從塔70的下部經(jīng)閥74進(jìn)入低壓塔71。富氮的蒸氣從塔70的上部以流體75進(jìn)入主冷凝器76，它在其中通過與沸騰塔71的塔底液體間接熱交換而被冷凝。所得到的富氮液體77分成作為回流液返回塔70的流體78，和流經(jīng)過熱器80進(jìn)入塔71的流體79。富氮液體79的部分81作為產(chǎn)品液氮回收。
低壓塔71在低于高壓塔70的壓力下且通常范圍在15-20psia內(nèi)進(jìn)行操作。在低壓塔71內(nèi)各種進(jìn)料通過低溫精餾被分離成為富氮流體和富氧流體。富氮流體從塔71的上部以氣流82排出，通過流經(jīng)過熱器80和初級熱交換器56加熱，再以流體83作為氣體氮產(chǎn)品回收。為了產(chǎn)品純度的控制，廢氣流84從低于流體82的排放點(diǎn)高度排出塔71，通過流經(jīng)過熱器80和初級熱交換器56加熱，再以流體85從系統(tǒng)中除去。
富氧流體以液流86從塔71的下部排出再借助于流經(jīng)液體泵87用泵加壓至提高的壓力以便產(chǎn)生提高壓力的富氧液體88。富氧液體88的部分89作為產(chǎn)品液氧回收。剩余的富氧液體90流入產(chǎn)品鍋爐65，它在其中通過與產(chǎn)品鍋爐增壓器流體間接熱交換蒸發(fā)以產(chǎn)生提高壓力的氣體氧91。提高壓力的氣體氧91通過流過初級熱交換器56加熱再以流體92作為高壓氣體氧產(chǎn)品回收。
主要含氧和氬的流體93從低壓塔71流入氬側(cè)臂塔72，它在其中通過低溫精餾被分離成為更富氬流體和更富氧流體。更富氧流體以流體94再次返回低壓塔71。更富氬流體作為可呈液體和/或氣體形式的產(chǎn)品氬95回收。
盡管參考了某些最佳實(shí)施方案對本發(fā)明作出了詳細(xì)地說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍會認(rèn)識到在權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)還存在著本發(fā)明其它的實(shí)施方案。例如，為了提高能量使變速箱運(yùn)行的任何有效裝置，除了或替換附圖所說明的方法外，都可以使用。一種所述能量供應(yīng)裝置是能驅(qū)動與變速箱連接的軸的流體驅(qū)動渦輪機(jī)。如有必要，當(dāng)使循環(huán)流體的壓縮用在熱抽送循環(huán)中時(shí)，可使用通過經(jīng)由變速箱60輸送的能量驅(qū)動壓縮機(jī)運(yùn)行。
權(quán)利要求
1．一種從低溫空氣分離裝置生產(chǎn)氣體和液體產(chǎn)品的方法，包括(A)壓縮用于低溫空氣分離裝置的全部進(jìn)料空氣至基本負(fù)荷壓力；(B)將基本負(fù)荷進(jìn)料空氣分成渦輪增壓器流體和產(chǎn)品鍋爐增壓器流體；(C)通過流經(jīng)至少一臺渦輪增壓器壓縮機(jī)進(jìn)一步壓縮渦輪增壓器流體，和使渦輪增壓器流體進(jìn)入低溫空氣分離裝置；(D)通過流經(jīng)至少一臺產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)進(jìn)一步壓縮產(chǎn)品鍋爐增壓器流體，使產(chǎn)品鍋爐增壓器流體流經(jīng)產(chǎn)品鍋爐，和使產(chǎn)品鍋爐增壓器流體進(jìn)入低溫空氣分離裝置；(E)通過一單一變速箱提供能量，以使所有的渦輪增壓器和所有的產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)運(yùn)行；(F)通過低溫精餾在低溫空氣分離裝置中使渦輪增壓器流體和產(chǎn)品鍋爐增壓器流體分離成為氣體產(chǎn)品和液體產(chǎn)品；和(G)從低溫空氣分離裝置回收氣體產(chǎn)品和液體產(chǎn)品。
2．按權(quán)利要求1所述的方法，其中動力是通過馬達(dá)提供給變速箱的。
3．按權(quán)利要求1所述的方法，其中動力是通過渦輪膨脹機(jī)提供給變速箱的。
4．按權(quán)利要求3所述的方法，其中渦輪增壓器流體在進(jìn)入低溫空氣分離裝置之前先經(jīng)渦輪膨脹機(jī)渦輪膨脹。
5．一種從低溫空氣分離裝置生產(chǎn)氣體和液體產(chǎn)品的設(shè)備，包括(A)具有至少一個(gè)塔的低溫空氣分離裝置；(B)基本負(fù)荷空氣壓縮機(jī)和用于進(jìn)料空氣進(jìn)入基本負(fù)荷空氣壓縮機(jī)的裝置；(C)至少一臺渦輪增壓器壓縮機(jī)及用于來自基本負(fù)荷空氣壓縮機(jī)的進(jìn)料空氣進(jìn)入一臺或多臺渦輪增壓器壓縮機(jī)的裝置；(D)至少一臺產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)，產(chǎn)品鍋爐，用于來自基本負(fù)荷空氣壓縮機(jī)的進(jìn)料空氣進(jìn)入一臺或多臺產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)和用于來自一臺或多臺產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)的進(jìn)料空氣進(jìn)入產(chǎn)品鍋爐的裝置；(E)變速箱，用于使各渦輪增壓器壓縮機(jī)與變速箱傳動連接的裝置，和用于使各產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)與變速箱傳動連接的裝置；(F)用于使來自一臺或多臺渦輪增壓器壓縮機(jī)的進(jìn)料空氣進(jìn)入低溫空氣分離裝置的裝置，和用于使來自產(chǎn)品鍋爐的進(jìn)料空氣進(jìn)入低溫空氣分離裝置的裝置；和(G)用于從低溫空氣分離裝置回收氣體產(chǎn)品的裝置和用于從低溫空氣分離裝置回收液體產(chǎn)品的裝置。
6．按權(quán)利要求5所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括馬達(dá)和使馬達(dá)與變速箱傳動連接的裝置。
7．按權(quán)利要求5所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括渦輪膨脹機(jī)和使渦輪膨脹機(jī)與變速箱傳動連接的裝置。
8．按權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中使來自一臺或多臺渦輪增壓器壓縮機(jī)的進(jìn)料空氣進(jìn)入低溫空氣分離裝置的裝置包括渦輪膨脹機(jī)。
全文摘要
一種低溫空氣分離系統(tǒng),其中通過基本負(fù)荷壓縮機(jī)向進(jìn)料空氣提供基本負(fù)荷壓力能和通過有一臺或多臺渦輪增壓器壓縮機(jī)和一臺或多臺產(chǎn)品鍋爐增壓器壓縮機(jī)的橋式裝置向進(jìn)料空氣提供規(guī)定負(fù)荷壓力能,橋式裝置的所有壓縮機(jī)都由經(jīng)過單一變速箱提供的能量驅(qū)動。
文檔編號F25J3/04GK1231415SQ99102559
公開日1999年10月13日 申請日期1999年3月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月3日
發(fā)明者K·W·馬奧尼, P·A·亨利, C·B·阿倫海斯, T·A·斯卡雷, J·M·利奧, D·P·博納奎斯特, J·R·漢德利 申請人:普拉塞爾技術(shù)有限公司