[發明專利]集成式傳質傳熱深冷空氣分離系統

無效

• 申請號: 01116587.1
• 申請日: 2001-04-13
• 公開（公告）號: CN1318727A
• 公開（公告）日: 2001-10-24
• 發明（設計）人: T·C·恩古蕓;B·阿曼;D·P·波納奎斯特;K·K·王;J·F·比林哈姆
• 申請（專利權）人: 普萊克斯技術有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 盧新華,鐘守期

1．一種與具有高壓塔和低壓塔的雙塔分離裝置相互流通的深冷空氣分離裝置，該空氣分離裝置包括有：

一個集成芯，它包括：

(ⅰ)第一輸入通道，用以冷卻進入的第一原料空氣流并將該已冷卻的進入的第一原料空氣流導入分離裝置，該第一輸入通道與該集成芯的至少另一個通道具有熱交換關系；

(ⅱ)第一冷卻通道，用以冷卻來自分離裝置的第一底部物流，并將該已冷卻的第一底部物流導入分離區域，該第一冷卻通道與集成芯的至少另一個通道具有熱交換關系；

(ⅲ)第一加溫通道，用以使來自分離裝置的第一頂部物流升溫，并將該已升溫的第一頂部物流排出集成芯，該第一加溫通道與集成芯中的至少另一個通道具有熱交換關系；以及

(ⅳ)汽化通道，用以使液相物流汽化，并將該已汽化的液相物流排出集成芯，該汽化通道與集成芯中的至少另一個通道具有熱交換關系；并包括有

一個分離區域，用以把來自分離裝置的第二底部物流分離成富氧物流和富氮物流，其中富氮物流被返回導入分離裝置，而富氧物流則被分離為氣相物流和液相物流，氣相物流被返回該分離區域中。

2．權利要求1的空氣分離系統，其中，分離區域被整合在所述集成芯之內，而且其中的集成芯還包括有第二冷卻通道，用以冷卻來自低壓塔的冷凝物流，并將該已冷卻的冷凝物流返回分離裝置中，該第二冷卻通道與集成芯中的至少另一個通道具有熱交換關系。

3．一種用來分離氣體組分的集成芯，它與具有高壓塔和低壓塔的雙塔分離裝置以及具有分離塔的分離區域相結合，該集成芯包括有：

第一輸入通道，用以冷卻進入的第一原料空氣流；

第二輸入通道，用以冷卻進入的第二原料空氣流，并將該進入的第二原料空氣流送入分離裝置；

整合在集成芯內部的分離裝置的高壓塔，用以把來自分離塔和低壓塔的至少其中之一的物流分離為富含輕組分的第一頂部物流和富含重組分的第一底部物流；

第一冷卻通道，用以冷卻第一底部物流，并將該已冷卻的第一底部物流送入分離裝置；

第二冷卻通道，用以冷卻來自分離裝置的第二底部物流，并將該已冷卻的第二底部物流返回送入分離裝置；

第一加溫通道，用以使來自高壓塔的第一頂部物流升溫，并將該已升溫的第一頂部物流排出集成芯，該第一加溫通道與所說的冷卻通道和所說的輸入通道中的至少一種通道具有熱交換關系。

4．權利要求3的集成芯，它還包括有：

第二加溫通道，用以使來自低壓塔的第二頂部物流升溫，該第二加溫通道與所說的冷卻通道中的至少一個通道具有熱交換關系；以及

第三加溫通道，用以使來自分離塔的第三底部物流升溫，該第三加溫通道與所說的冷卻通道中的至少一個通道具有熱交換關系。

5．一種分離空氣的方法，它包括下列步驟：

在集成芯中，依靠至少另外一股穿越集成芯的物流來冷卻進入的第一原料空氣物流；

在集成芯中，依靠至少另外一股穿越集成芯的物流來冷卻進入的第二原料空氣物流，并將該已冷卻的進入的原料空氣物流送入具有低壓塔和高壓塔的分離裝置中；

在集成芯的高壓塔中，使來自分離塔和低壓塔的至少其中之一的物流分離為富氮的第一頂部物流和富氧的第一底部物流；

在集成芯中依靠至少另外一股穿越集成芯的物流來冷卻第一底部物流，并將該已冷卻的第一底部物流送入分離裝置中；

在集成芯中依靠至少另外一股穿越集成芯的物流來冷卻第二底部物流，并將該已冷卻的第二底部物流返回送入分離裝置中；

在集成芯中依靠至少另外一股穿越集成芯的物流來使來自該分離步驟的第一頂部物流升溫；以及

將該已升溫的第一頂部物流排出集成芯。

6．權利要求5的方法，它還包括將在進入的第二原料空氣流的冷卻步驟中被冷卻的第二原料空氣流送入低壓塔的步驟。

7．權利要求5的方法，它還包括兩個升溫步驟：一是在集成芯中依靠至少另外一股穿越集成芯的物流，使來自低壓塔的第二頂部物流升溫；二是在集成芯中依靠至少另外一股穿越集成芯的物流使來自分離塔的第三底部物流升溫。

8．權利要求5的方法，它還包括將在進入的第一原料空氣流的冷卻步驟中被冷卻的進入的第一原料空氣流送入高壓塔，以便在分離步驟中進行分離的步驟。