[發明專利]在與變壓吸附系統集成的低溫空氣分離單元中用于氬回收的方法和裝置

有效

• 申請號: 201680042377.0
• 申請日: 2016-07-26
• 公開（公告）號: CN107850387B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 杜海;N·M·普羅塞;Y·羅;N·A·斯蒂芬森
• 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;C01B23/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張萍;楊思捷

1.一種在低溫空氣分離單元中產生純化的氬產物流的方法，所述方法包括以下步驟：

在所述低溫空氣分離單元的較低壓力塔內，使用設置在所述較低壓力塔內的氬精餾塔布置將氬從包含氧-氬的流中分離，所述氬從所述包含氧-氬的流中的分離產生具有介于約4％和25％之間的氧雜質的不純的氬流；

逆著所述純化的氬產物流并且逆著來自所述低溫空氣分離單元的進入空氣純化和壓縮機組的平衡空氣流對所述不純的氬流加溫；

對所述不純的氬流加壓；以及

通過向變壓吸附系統中引入所述熱的、加壓的不純的氬流，對所述熱的、加壓的不純的氬流進行純化以產生所述純化的氬產物流和廢氣流。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：經由與來自所述低溫空氣分離單元的液氮流的間接熱交換使所述純化的氬產物流冷凝和過冷以產生純化的液氬產物流。

3.根據權利要求2所述的方法，還包括以下步驟：經由高比率塔從所述純化的氬產物流中除去氮雜質以產生不含氮雜質的純化的氬產物流。

4.根據權利要求1所述的方法，其中氬冷凝組件設置在所述較低壓力塔內所述氬精餾塔上方的位置處，并且其中所述不純的氬流為從所述氬冷凝組件或所述氬冷凝組件的下游位置分流的不純的液氬流。

5.根據權利要求1所述的方法，其中所述不純的氬流為從設置在所述較低壓力塔內的所述氬精餾塔布置的上部位置分流的不純的氣態氬流。

6.根據權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：使來自所述變壓吸附系統的所述廢氣流再循環至所述氬精餾塔布置。

7.根據權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：使來自所述變壓吸附系統的所述廢氣流與所述變壓吸附系統上游的所述不純的氬流混合或再循環。

8.根據權利要求1所述的方法，其中所述平衡空氣流在對所述不純的氬流加溫后返回所述低溫空氣分離單元的下部塔渦輪系統的上游位置，或在對所述不純的氬流加溫后返回所述低溫空氣分離單元的所述較高壓力塔的上游位置。

9.一種用于產生純化的氬產物的裝置，包括：

具有較高壓力塔和較低壓力塔的低溫空氣分離單元以及設置在所述較低壓力塔內的氬精餾塔布置，所述低溫空氣分離單元被構造為由包含氧-氬的流產生具有介于約4％和25％之間的氧雜質的不純的氬流，所述包含氧-氬的流從所述較低壓力塔引入所述氬精餾塔布置中；

熱交換器，所述熱交換器被構造為逆著所述純化的氬產物流的流以及來自所述低溫空氣分離單元的進入空氣純化和壓縮機組的平衡空氣流將所述不純的氬流加溫至介于約200K和300K之間的溫度；

氬壓縮機或泵，所述氬壓縮機或泵被構造用于對所述不純的氬流加壓；

變壓吸附系統，所述變壓吸附系統被構造用于純化所述不純的氬流，所述變壓吸附系統包括吸附床，所述吸附床具有被構造用于吸附所述氧雜質以產生純化的氬流和廢氣流的吸附劑。

10.根據權利要求9所述的裝置，其中所述熱交換器還被構造用于經由與來自所述低溫空氣分離單元的液氮流的間接熱交換使所述純化的氬產物流冷凝和過冷以產生純化的液氬產物流。

11.根據權利要求9所述的裝置，還包括氬冷凝組件，所述氬冷凝組件設置在所述較低壓力塔內所述氬精餾塔布置上方的位置處，并且其中所述不純的氬流為從所述氬冷凝組件或所述氬冷凝組件的下游位置分流的不純的液氬流。

12.根據權利要求9所述的裝置，其中所述不純的氬流為從所述氬精餾塔布置的上部位置或所述氬冷凝組件的上游分流的不純的氣態氬流。

13.根據權利要求9所述的裝置，還包括再循環管道，所述再循環管道設置在所述變壓吸附系統和所述氬精餾塔布置之間并且被構造用于使來自所述變壓吸附系統的所述廢氣流再循環至設置在所述較低壓力塔內的所述氬精餾塔布置。

14.根據權利要求9所述的裝置，還包括再循環管道，所述再循環管道設置在所述變壓吸附系統和所述氬精餾塔布置之間并且被構造用于再循環來自所述變壓吸附系統的所述廢氣流并且使所述再循環的廢氣與所述變壓吸附系統上游的所述不純的氬流混合。

15.根據權利要求12所述的裝置，還包括熱空氣平衡管道，所述熱空氣平衡管道被構造為將來自所述低溫空氣分離單元的進入空氣純化和壓縮機組的平衡空氣流供應至所述熱交換器，在所述熱交換器中對所述不純的氬流加溫，并且使所述平衡空氣流返回所述低溫空氣分離單元的下部塔渦輪系統的上游位置或使所述平衡空氣流返回所述低溫空氣分離單元的所述較高壓力塔的上游位置。