[實用新型]通過低溫精餾從空氣中生產高純氮、氧氣和液氧的設備

有效

• 申請號: 201721880887.3
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN207729907U
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 廣瀬·獻児;富田·伸二
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周榮芳

本實用新型公開了一種通過低溫精餾從空氣中生產高純氮、氧氣和液氧的設備，可以同時滿足市場對氮和氧的需求，在保證產量的同時，又能實現對氮氧純度的要求。本實用新型充分考慮了各方面因素以實現生產高純氮、氧氣和液氧設備的平穩、高效、低能耗的運行。

技術領域

本實用新型涉及通過低溫精餾生產高純氮、氧氣和液氧的設備。

背景技術

含氮氣和氧氣的混合物，最常見的是空氣，可經低溫精餾分離成富氮和富氧的餾分以及包含稀有氣體的餾分，例如氬氣。在低溫精餾中，將空氣純化、壓縮，以去除高沸雜質(如二氧化碳)、水蒸汽以及碳氫化合物。然后將所得的純化并壓縮的空氣流冷卻至適于精餾的溫度。精餾生成富氮和富氧餾分以及其他需要的餾分，其可以為液體和氣體產物形式。存在不同的精餾塔布置以用于此目的。

近年來，在石油化工，高爐煉鐵，電子產業等領域，對高純氮和高純氧的需求量大大增加。因此需要高效，節能，節約開支的生產高純氮和高純氧的方法和設備。

中國實用新型專利CN202648307U介紹了一種通過低溫精餾來分離空氣的設備，利用兩個布置在塔頂的冷凝器在一個蒸餾塔中可產生高純氮。但是本實用新型中只能生產高純氮而不能生產高純氧，無法滿足對于高純氧的需求，不具有普遍適用性。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是如何在高純氮的生產不受影響的前提下，生產高純氮的同時生產高純氧和氧氣。

為了解決上述問題，本實用新型公開了一種通過低溫精餾從空氣中生產高純氮、氧氣和液氧的設備，該設備包括：

將原料空氣壓縮、純化的設備及將其與低溫精餾生成的物流進行間接換熱的與第一蒸餾塔相連的第一主熱交換器和與第二蒸餾塔相連的第二主熱交換器。

包含若干蒸餾區段，向第一蒸餾區段提供經壓縮、純化、冷卻的第一原料空氣，將其分離為在上部的第一富氮蒸氣和塔底的第一富氧液體的第一蒸餾塔。

使第一部分第一富氮蒸氣和第一部分第一富氧液體進行間接熱交換，使第一部分第一富氮蒸氣冷凝生成第一部分富氮冷凝液，使第一部分第一富氧液體至少部分氣化，生成第二富氮蒸氣和高氧量液體的第一冷凝器。

使至少部分的高氧量液體與第二部分第一富氮蒸氣進行間接熱交換，使第二部分第一富氮蒸氣冷凝生成第二部分富氮冷凝液，使所述高氧量液體至少部分氣化，生成第一廢物流的第二冷凝器。

用以將至少部分富氮冷凝液送回第一蒸餾塔作為回流液的設備。

用以將第二富氮蒸氣壓縮的第一壓縮機，用以冷卻第一循環流，并將第一循環流送至第一蒸餾塔的第二蒸餾區段的設備，其中，第二蒸餾區段位于第一蒸餾區段下方且間隔至少一個理論塔板數。

將第二冷凝器中汽化后余下的高氧量液體作為第二富氧液體經膨脹后送入第二蒸餾塔的管路和膨脹閥。

第二蒸餾塔，第二蒸餾塔上部空間，第二蒸餾塔蒸餾區段，第二蒸餾塔下部空間及用來重沸液氧的第二蒸餾塔重沸器。

從第二蒸餾塔上部空間將第二廢物流輸入第二主熱交換器復熱，并經第二壓縮機壓縮后再輸回第二主熱交換器冷卻，再輸入第二蒸餾塔下部空間的管路。

將經加壓、純化的第二原料空氣輸入第二主熱交換器冷卻，再輸入第二蒸餾塔下部空間的管路。

將第二蒸餾塔下部空間內的貧氧蒸汽輸送入第二蒸餾塔重沸器的管路，及將冷凝后的貧氧液體輸送回第二蒸餾塔下部空間的管路。

將第二蒸餾塔重沸器中的第二液氧可選擇地經液氧泵增壓后輸送入第二主熱交換器復熱，并作為第二氧氣產品輸出的管路。

將第二蒸餾塔下部空間(43)內的貧氧液體分別輸送入第二蒸餾塔上部空間的管路及與第一富氧液體匯合的管路。