[發明專利]全低壓正流膨脹空氣分離方法及其小型分離精餾塔

無效

• 申請號: 200910101060.1
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101634513A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 夏仕屔;薄達;蔡福梅;羅麗娟;楊正軍;余松林
• 申請（專利權）人: 杭州凱德空分設備有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所
• 代理人: 陳 輝

技術領域

本發明屬于空氣分離技術領域，具體是涉及一種全低壓正流膨脹空氣分離方法及其小型分離精餾塔。

背景技術

傳統的小型空氣分離設備均采用高中壓工藝流程，存在著工作壓力高、能耗高、運轉周期短、安全性差等缺點。90年代國內新發展的小型空氣分離設備，將設備運行壓力降至0.7～0.8MPa之間，大幅度降低了能耗，提高了安全性能，但采用的工藝流程為返流膨脹，其膨脹制冷工質為氮氣，膨脹后的氮氣經回收冷量后即排入大氣無法回收，造成氮氣產量低，綜合利用性能差等缺點。

我國的小型空氣分離設備發布面廣，數量多，大部分屬高中壓流程，而發展起來的返流膨脹工藝流程數量不多。根據我國能源緊張，很多小型空分設備急需更新換代，需要全低壓正流膨脹小型空分設備來滿足廣大用戶需求，為國家節約大量電能，為廣大用戶直接創造經濟效益。

發明內容

本發明主要是解決現有技術所存在的技術問題，提供一種全低壓正流膨脹小型空氣分離方法及其分離精餾塔。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種全低壓正流膨脹空氣分離方法，該方法包括：原料空氣被空氣過濾器吸入的步驟，所述吸入步驟中在空氣過濾器中除去了塵埃及其他機械雜質；對所述經過除塵除雜的原料空氣進行壓縮的步驟，所述壓縮步驟由無油壓縮機完成，其壓強為0.6MPa；對所述壓縮的原料空氣進行預冷的步驟，所述預冷步驟是在冷卻器機組中進行的，預冷至5-10℃；對所述預冷的原料空氣進行純化的步驟，所述純化步驟由切換式分子篩純化系統完成，除去了空氣中的水分、二氧化碳、碳氫化合物等雜質；對所述純化過的原料空氣進一步降低溫度的步驟，所述進一步降低溫度的步驟由主換熱器完成；對所述進一步降低溫度了的原料空氣進行膨脹制冷的步驟，所述膨脹制冷步驟由透平膨脹機完成，透平膨脹機的膨脹制冷工質為純化步驟后的小部分原料空氣；對所述膨脹制冷的原料空氣進行空氣分離的步驟，所述空氣分離步驟是在精餾塔中進行的，在上塔的下部引出產品氧，在上塔的頂部引出產品氮。

全低壓正流膨脹小型空氣分離精餾塔，包括上塔，上塔內設置若干層對流型精餾裝置，所述對流型精餾裝置包括篩板，篩板的兩側設置擋液板，其中一側擋液板的外側設置接液盤，另一側擋液板的外側設置溢流斗；相對上一層對流型精餾裝置，下一層對流型精餾裝置中，接液盤和溢流斗位置互換設置。

作為優選，所述上一層對流型精餾裝置中溢流斗處的擋液板向下延伸，其底端與下一層對流型精餾裝置中接液盤處擋液板的上端基本平齊。

作為優選，所述對流型精餾裝置與上塔塔體的連接處，下環與塔體全焊接，上環與塔體間斷焊接，確保篩板圓周不漏液。

本發明采用正流膨脹工藝流程降低操作壓力，操作壓力為0.55MPa，提高氧氣和氮氣純度，提高氧的提取率，降低能耗，大大提高氮氣產量；采用全鋁結構對流型篩板精餾塔，提高精餾效率，有效地減少了氣體泄漏率，無腐蝕延長設備使用壽命；成套設備結構緊湊，占地面積小，能耗低，操作穩定簡單，維修方便，實現氧氮產量比約為1∶2，綜合利用和變工況運行和間斷性制氧性能好，節能效果明顯，深受廣大用戶歡迎。

附圖說明

圖1是本發明的一種結構示意圖；

圖2是本發明精餾塔俯視的一種結構示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。

實施例：本發明空氣分離方法包括：原料空氣被空氣過濾器吸入的步驟，所述吸入步驟中在空氣過濾器中除去了塵埃及其他機械雜質；對所述經過除塵除雜的原料空氣進行壓縮的步驟，所述壓縮步驟由無油壓縮機完成，其壓強為0.6MPa；對所述壓縮的原料空氣進行預冷的步驟，所述預冷步驟是在冷卻器機組中進行的，預冷至5-10℃；對所述預冷的原料空氣進行純化的步驟，所述純化步驟由切換式分子篩純化系統完成，除去了空氣中的水分、二氧化碳、碳氫化合物等雜質；對所述純化過的原料空氣進一步降低溫度的步驟，所述進一步降低溫度的步驟由主換熱器完成；對所述進一步降低溫度了的原料空氣進行膨脹制冷的步驟，所述膨脹制冷步驟由透平膨脹機完成，透平膨脹機的膨脹制冷工質為純化步驟后的小部分原料空氣；對所述膨脹制冷的原料空氣進行空氣分離的步驟，所述空氣分離步驟是在精餾塔中進行的，在上塔的下部引出產品氧，在上塔的頂部引出產品氮。