[實用新型]帶補氣壓縮機的全液體空分設備

有效

• 申請號: 201420492136.4
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN204115392U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 張行東;王丹;李萬軍
• 申請（專利權）人: 中國空分設備有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 梁斌

技術領域

本實用新型涉及一種帶補氣壓縮機的全液體空分設備。

背景技術

空分設備為國民經濟的許多部門提供生產用氣體和液體。隨著各行各業的快速發展，工業氣體的需求量有較大的增長，特別是液體產品的需求量逐年上升。液體產品具有儲存便利、供應方便、質量保證和輸送效率高等優點，現越來越受到氣體生產商的青睞，液體產品的需求量逐年上升，市場潛力很大。如果僅靠空分設備副產液體根本不能滿足市場的需求，全液體空分設備的應用已成為一種趨勢。

為了要獲得大量的液氧和液氮產品，目前大致有二種方法：一是先生產氣態產品，然后再根據需要采用液化裝置將氣態產品液化，這種方法能耗相對較高；另一種方法是直接采用液體空分設備生產液氧和液氮產品，與前者相比該法能耗有所降低。由于液體空分設備提供的是高品位的低溫液體產品，單位產品能耗顯然要高于氣體空分設備，因此如何降低能耗就成了流程組織中的關鍵問題。目前的全液體空分設備都存在單位能耗高，提取率低，裝置變負荷能力不好等問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理的帶補氣壓縮機的全液體空分設備，用高、低溫雙膨脹制冷的中壓流程工藝，大大地提高了裝置的提取率，降低了能耗，增加了裝置的變負荷能力，適用于液氮產量大于液氧產量的中大型液體空分（2000～3000m³/h以上）。

本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是：一種帶補氣壓縮機的全液體空分設備，其特征在于：包括循環氮氣部分和空氣分離部分；循環氮氣部分包括補氣壓縮機、循環氮壓機、低溫透平膨脹機、高溫透平膨脹機、主換熱器、氣液分離器；空氣分離部分包括上塔、下塔、過冷器、粗氬塔、精氬塔；下塔中設置有主冷凝器；精氬塔底部設置有蒸發器，頂部設置有精氬塔冷凝器；粗氬塔頂部設置有粗氬塔冷凝器；

循環氮壓機的出口與主換熱器熱流體段入口用管道接通，主換熱器熱流體段出口與高溫透平膨脹機膨脹端入口用管道接通，高溫透平膨脹機膨脹端出口與主換熱器冷流體段入口用管道接通，主換熱器冷流體段出口與循環氮壓機入口用管道接通；循環氮壓機出口與低溫透平膨脹機增壓端入口用管道接通，低溫透平膨脹機增壓端出口與高溫透平膨脹機增壓端入口用管道接通，高溫透平膨脹機增壓端出口與主換熱器熱流體段入口用管道接通，主換熱器熱流體段出口與下塔中下部氮氣入口、低溫透平膨脹機膨脹端入口用管道接通，低溫透平膨脹機膨脹端出口與氣液分離器原料氣入口用管道接通，氣液分離器液體出口和過冷器的液氮出口與上塔頂部液氮入口用管道接通，上塔頂部氮氣出口與過冷器氮氣入口用管道接通，過冷器氮氣出口與主換熱器冷流體段入口用管道接通，主換熱器冷流體段出口與補氣壓縮機入口用管道接通，補氣壓縮機出口與循環氮壓機入口用管道接通；

主換熱器的熱流體段出口與下塔底部原料氣入口用管道接通；下塔頂部液氮出口與過冷器液氮入口用管道接通，過冷器液氮出口與上塔頂部液氮入口用管道接通；下塔底部的富氧液空出口與過冷器液空入口用管道接通，過冷器液空出口與精氬塔蒸發器入口用管道接通，精氬塔蒸發器出口分別與粗氬塔冷凝器入口和精氬塔冷凝器入口用管道接通，粗氬塔冷凝器出口和精氬塔冷凝器出口均與上塔富氧液空入口用管道接通；上塔頂部氮氣出口與過冷器氮氣入口用管道接通，過冷器氮氣出口與主換熱器冷流體段入口用管道接通，主換熱器冷流體段出口與補氣壓縮機入口用管道接通；上塔上部污氮出口與過冷器污氮入口用管道接通，過冷器污氮出口與主換熱器冷流體段入口用管道接通；上塔氬餾分出口與粗氬塔底部入口用管道接通，粗氬塔頂部粗液氬出口與精氬塔中部粗液氬入口用管道接通。

本實用新型在接通所述主換熱器熱流體段出口與下塔中下部氮氣入口的管道上設置有節流閥。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和效果：

1、為了避免從下塔取出過多的壓力氮氣進入循環氮壓機而降低產品提取率，本實用新型采用上塔頂出冷箱的低壓氮氣經補氣壓縮機加壓后作為補充循環氮氣，產品提取率高，能耗水平也降低。

2、采用中壓制冷循環，流體在超臨界狀態下被冷卻且液化，主換熱器內的冷、熱流體溫差相比低壓液化流程可以設置得更加合理，換熱損失少，并且氣體液化壓力提高，其液化溫度也隨之提高，單位氣體液化所需的冷量就減少，單位產品能耗大大降低。

3、增加了循環氮壓機，采用高、低溫雙膨脹流程，在主換熱器部分完成氣體液化，其液化量基本相當于設備需要的總冷量，因此系統冷卻快，制冷量大。