[實用新型]空氣能空氣液化分離裝置

有效

• 申請號: 201120336772.4
• 申請日: 2011-09-08
• 公開（公告）號: CN202229528U
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 羅良宜
• 申請（專利權）人: 羅良宜
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04;F25B30/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種空氣液化分離裝置，尤其是一種空氣能空氣液化分離裝置。

背景技術

目前，公知的空氣液化分離裝置通常采用壓縮常溫空氣后再膨脹節流制冷使部分空氣液化來進行精餾以達到分離空氣中的氧、氮、氬等組分的目的。主要流程為空氣壓縮-預冷-主冷-膨脹節流-精餾-復熱，不同的工藝過程稍有差異，但其基本原理都是依靠消耗空氣壓縮機的能量來壓縮常溫空氣再膨脹節流做功降溫降壓來獲得冷量以使部分空氣液化。現有的空氣液化分離裝置普遍能耗高。

發明內容

為了克服現有的空氣液化分離裝置能耗高的不足,?本實用新型提供一種空氣能空氣液化分離裝置，該空氣能空氣液化分離裝置的空氣能動力裝置能輸出冷量給空氣液化分離裝置中的空氣，同時吸收空氣液化分離裝置中的空氣的熱能，加熱液態工質成為高壓超臨界流體，高壓超臨界流體經過膨脹節流做功同時降溫降壓來獲得冷量，達到使空氣能空氣液化分離裝置獲得額外的動力和冷量來大幅度降低系統能耗的目的。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：該空氣能空氣液化分離裝置包括空氣液化分離裝置和空氣能動力裝置兩部分。第一部分空氣液化分離裝置，它與現有通常的空氣液化分離裝置基本相同，主要包括空氣壓縮機、預冷器、膨脹機、主換熱器、節流閥、分餾系統等，還包括系統內相連接的管道、附件及檢測和控制裝置，主要工藝流程為經過過濾的空氣進入壓縮機加壓后去預冷器預冷，純化了的預冷空氣一部分經過膨脹機膨脹降溫進入主換熱器輸出冷量復熱后排出，另一部分直接進入主換熱器冷卻后經節流閥節流制冷使部分空氣液化進入分餾系統，分餾系統中有空氣能動力裝置的循環工質的進出口管道。第二部分空氣能動力裝置，主要包括增壓泵、膨脹發動機、節流閥等，還共用空氣液化分離裝置的換熱器（主換熱器和預冷器）、分餾系統，增壓泵的出口連接空氣液化分離裝置的換熱器再連接膨脹發動機，它還包括系統內相連接的管道、附件及檢測和控制裝置，空氣能動力裝置中分餾系統、增壓泵、主換熱器、預冷器、膨脹發動機、節流閥依次連接，主要工藝流程為來自分餾系統的液態工質（液氮或液空）由增壓泵加壓后進入空氣液化分離裝置的主換熱器，輸出冷量給空氣液化分離裝置的主換熱器中的空氣，再進入空氣液化分離裝置的預冷器進一步吸收壓縮空氣的熱量，使工質成為高壓超臨界流體，高壓超臨界流體再進入膨脹發動機膨脹做功降溫降壓為氣態工質，氣態工質可以直接經節流閥節流制冷后回到空氣液化分離裝置的分餾系統，也可以與增壓泵出口的液態工質換熱后經節流閥節流制冷后回到分餾系統，形成工作循環。增壓泵可以采用隔膜泵。膨脹發動機主軸與增壓泵主軸可以相連接。膨脹發動機主軸與空氣壓縮機主軸可以相連接。該空氣能空氣液化分離裝置啟動電力使用蓄電池或電網電力，膨脹機動力還可以用來發電，發電電力除自用外上傳電網。

本實用新型的有益效果是，該空氣能空氣液化分離裝置的空氣能動力裝置能輸出冷量給空氣液化分離裝置中的空氣，同時吸收空氣液化分離裝置中的空氣的熱能，加熱液態工質成為高壓超臨界流體，高壓超臨界流體經過膨脹節流做功同時降溫降壓來獲得冷量，使空氣能空氣液化分離裝置獲得額外的動力和冷量來大幅度降低系統能耗。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型較佳實施例的工作流程示意圖。

圖中?1.壓縮機、2.預冷器、3.膨脹機、4.主換熱器、5.節流閥、6.分餾系統、7.增壓泵、8.膨脹發動機、9.節流閥。

具體實施方式

在圖1所示實施例中，該空氣能空氣液化分離裝置包括空氣液化分離裝置和空氣能動力裝置兩部分。第一部分空氣液化分離裝置，它與現有通常的空氣液化分離裝置基本相同，主要包括空氣壓縮機（1）、預冷器（2）、膨脹機（3）、主換熱器（4）、節流閥（5）、分餾系統（6）等，還包括系統內相連接的管道、附件及檢測和控制裝置，主要工藝流程為經過濾的空氣進入壓縮機（1）加壓后去預冷器（2）預冷，純化了的預冷空氣一部分經過膨脹機（3）膨脹降溫進入主換熱器（4）輸出冷量復熱后排出，另一部分直接進入主換熱器（4）冷卻后經節流閥（5）節流制冷使部分空氣液化進入分餾系統（6），分餾系統（6）中有空氣能動力裝置的循環工質的進出口管道。第二部分空氣能動力裝置，主要包括增壓泵（7）、膨脹發動機（8）、節流閥（9）等，還共用空氣液化分離裝置的預冷器（2）、主換熱器（4）、分餾系統（6），還包括系統內相連接的管道、附件及檢測和控制裝置，主要工藝流程為來自分餾系統（6）的液態工質（液氮或液空）由增壓泵（7）加壓后進入空氣液化分離裝置的主換熱器（4），輸出冷量給空氣液化分離裝置的主換熱器（4）中的空氣，再進入空氣液化分離裝置的預冷器（2）進一步吸收預冷器（2）中的壓縮空氣的熱量，使工質成為高壓超臨界流體，再進入膨脹發動機（8）膨脹做功降溫降壓為氣態工質，氣態工質經節流閥（9）節流制冷后回到空氣液化分離裝置的分餾系統（6），形成工作循環。增壓泵（7）采用隔膜泵。膨脹發動機（8）主軸與增壓泵（7）主軸相連接。膨脹發動機（8）主軸與空氣壓縮機（1）主軸相連接。