[發明專利]基于深冷精餾分離空氣的方法

在審

• 申請號: 201410273514.4
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104019630A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 徐邦棋;何歡;黃家昌
• 申請（專利權）人: 重慶國際復合材料有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本申請涉及空氣分離技術領域，更具體的說是涉及一種基于深冷精餾分離空氣的方法。

背景技術

深冷精餾空分法也稱為低溫精餾法，其原理是以空氣為原料，經過壓縮、凈化、用熱交換使得空氣液化成包含液氧和液氮的液態空氣混合物，并利用液氮和液氮的沸點不同，通過精餾從混合物中分離出氧氣和氮氣。

一般是通過深冷空分裝置來完成對空氣的深冷精餾，實現對空氣的分離。在設計深冷空分裝置時，根據所需的氣體用量建成相應型號的裝置。深冷空分裝置的型號一旦確定，該深冷空分裝置每小時的氣體輸出量也就固定不變。如，某套深冷空分裝置的型號為KDOR-8500/260，則表示該深冷空分裝置每小時的氣體產量為：氣氧量為8000標準立方米，液氧量為500標準立方米，液氬量為260標準立方米。

然而由于目前基于深冷空分裝置只能生產單一的固定氣體產量，這樣必然會導致能源以及生產出的氣體產品的浪費。如，一套深冷空分裝置的額定產量為每小時的氣氧量為8000標準立方米，如果氧氣的需求量僅為每小時4000標準立方米時，由于目前只能按照該套深冷空分裝置的額定氣體產量來輸出氣體，而輸出的氣體又無法進行貯存，則必然會造成產品的浪費，也必然導致了能源的浪費，如氣體分離過程中的電能耗費。

發明內容

有鑒于此，本申請提供了一種基于深冷精餾分離空氣的方法，以改變深冷空分裝置的氣體產量固定的現狀，使得在氣體需求量減小時，利用空分裝置生產出小于額定產氣量的氣體，降低能源消耗。

為實現上述目的，本申請提供如下技術方案：一種基于深冷精餾分離空氣的方法，包括：

以小于空分裝置的額定空氣流量的流速向所述空分裝置中輸入空氣；

將輸入的所述空氣進行過濾并壓縮至額定壓力后，對所述空氣進行冷卻和吸附，以去除所述空氣中的水分、二氧化碳和碳氫化合物；

將進行所述吸附后的所述空氣的一部分輸入至所述空分裝置中精餾塔的下塔，并控制所述下塔的壓力為0.35MPa～0.45MPa，且所述下塔的阻力為6.5KPa～9.5KPa，對輸入所述下塔的空氣進行換熱精餾，以從輸入所述下塔的空氣中分離出液態空氣和氮氣；

將進行所述吸附后的所述空氣的另一部分輸入至所述空分裝置的膨脹機中進行壓縮制冷，控制壓縮后的空氣壓力為0.02MPa～0.035MPa；

將壓縮為0.02MPa～0.035MPa的空氣以及所述下塔得到的液態空氣輸入至所述精餾塔的上塔，并控制所述上塔的壓力為0.02MPa～0.03MPa，且所述上塔的阻力為1.5MPa～2.8MPa，對輸入所述上塔的空氣進行換熱精餾，以從輸入上塔的空氣中分離出氧氣。

優選的，所述以小于空分裝置的額定空氣流量的流速向空分裝置中輸入空氣，包括：

按照每小時20000標準立方米～35000標準立方米的空氣流量向空分裝置中輸入空氣，其中，每小時20000標準立方米～35000標準立方米的空氣流量小于所述額定空氣流量。

優選的，所述將輸入的所述空氣進行過濾并壓縮至額定壓力后，對所述空氣進行冷卻和吸附，以去除所述空氣中的水分、二氧化碳和碳氫化合物，包括：

將輸入的所述空氣通入所述空分裝置的空氣過濾器中進行過濾，以去除所述空氣中的機械雜質；

將過濾后的空氣輸入至所述空分裝置的空氣壓縮機內壓縮至額定壓力；

將壓縮至額定壓力的空氣輸出到空冷塔中，并控制空冷塔的阻力維持在1.8KPa～4.2KPa，以將空氣冷卻至預設溫度；

將冷卻至預設溫度的所述空氣輸入至所述空分裝置的分子篩吸附器中，以去除所述空氣中的水分、二氧化碳和碳氫化合物。

優選的，所述將進行所述吸附后的所述空氣的一部分輸入至所述空分裝置中精餾塔的下塔，包括：

將吸附后的所述空氣的一部分以每小時8500標準立方米～9500標準立方米的流量輸入至增壓機中，并將增壓機壓縮后的空氣輸入至液氧蒸發器；

將液氧蒸發器輸出的空氣輸入到下塔進行精餾。

優選的，所述將進行所述吸附后的所述空氣的一部分輸入至所述空分裝置的膨脹機中進行壓縮制冷，包括：

將所述吸附后的空氣的另一部分以流量為每小時4500標準立方米～5500標準立方米的流速輸入至所述膨脹機進行壓縮制冷；

對所述空氣進行壓縮制冷，并控制壓縮后的空氣壓力為0.02MPa～0.035MPa的同時，還包括：

控制壓縮后的空氣輸出至所述膨脹機出口的溫度大于等于-166攝氏度。