[發明專利]一種LNG冷能利用的熱集成精餾空分系統

在審

• 申請號: 201810013441.3
• 申請日: 2018-01-07
• 公開（公告）號: CN108007068A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 董學智;許劍;劉錫陽;陳仕卿;高慶;張華良;譚春青
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種LNG冷能利用的熱集成精餾空分系統，包括風扇、水冷塔、分子篩、預冷器、空壓機、主換熱器、過冷器Ⅰ、高壓塔、熱集成單元、低壓塔、過冷器Ⅱ、LNG存儲裝置、低溫泵，其特征在于，

所述預冷器包括空氣通路和天然氣通路；

所述主換熱器包括空氣通路、LNG通路、氮氣通路和污氮通路；

所述過冷器Ⅰ包括空氣通路、污氮通路和氮氣通路；

所述高壓塔在高度方向上交錯布置有塔板，底部設有低溫空氣進口和液態空氣出口，頂部設有液氮出口；

所述低壓塔在高度方向上交錯布置有塔板，底部設有液氧出口，上部設有液態空氣進口、液氮進口、純氮氣出口和污氮出口；

所述過冷器Ⅱ包括液態空氣通路、氮氣通路、污氮通路和液氮通路，

其中，

所述LNG存儲裝置的出口通過管路依次經低溫泵、主換熱器的LNG通路與所述預冷器的天然氣通路進口連通；

所述風扇機的進氣口與外界空氣連通，所述風扇的出氣口通過管路依次經所述水冷塔、分子篩、預冷器的空氣通路、主換熱器的空氣通路、過冷器Ⅰ的空氣通路與所述高壓塔底部的空氣進口連通；

所述高壓塔底部的液態空氣出口通過管路經所述過冷器Ⅱ的液態空氣通路與所述低壓塔上部設置的液態空氣進口連通，所述高壓塔頂部的液氮出口通過管路經所述過冷器Ⅱ的液氮通路與低壓塔上部設置的液氮進口連通；

所述高壓塔的精餾段與低壓塔的提餾段位于同一高度，二者之間直接接觸換熱或通過換熱器換熱；

所述低壓塔上部的純氮氣出口通過管路依次經所述過冷器Ⅱ的氮氣通路、過冷器Ⅰ的氮氣通路Ⅰ、主換熱器的氮氣通路的入口連通，

所述低壓塔上部的污氮出口通過管路依次經過冷器Ⅱ的污氮通路、過冷器Ⅰ的污氮通路、主換熱器的污氮通路的入口連通。

2.根據上述權利要求所述的LNG冷能利用的熱集成精餾空分系統，其特征在于，所述預冷器的天然氣通路出口通過管路與天然氣存儲或利用裝置連通。

3.根據上述權利要求所述的LNG冷能利用的熱集成精餾空分系統，其特征在于，所述高壓塔的精餾段與低壓塔的提餾段之間設置由多個并列布置的換熱器組成的換熱集成單元，所述高壓塔精餾段的的熱量通過換熱集成單元向所述低壓塔提餾段傳遞。

4.根據上述權利要求所述的LNG冷能利用的熱集成精餾空分系統，其特征在于，所述低壓塔的提餾段嵌套在所述高壓塔的精餾段內，所述高壓塔精餾段的的熱量直接向所述低壓塔提餾段傳遞。

5.根據上述權利要求所述的LNG冷能利用的熱集成精餾空分系統，其特征在于，所述低壓塔底部的液氧出口通過管路與液氧存儲或利用裝置的入口連通。

6.根據上述權利要求所述的LNG冷能利用的熱集成精餾空分系統，其特征在于，所述主換熱器的氮氣通路的出口與氮氣存儲或利用裝置的入口連通。

7.根據上述權利要求所述的LNG冷能利用的熱集成精餾空分系統，其特征在于，所述主換熱器的污氮通路的出口與所述分子篩的空氣冷卻系統連通。

8.根據上述權利要求所述的LNG冷能利用的熱集成精餾空分系統，其特征在于，所述低壓塔上部的液態空氣進口處、液氮進口處均設置有控制閥門。

9.根據上述權利要求所述的LNG冷能利用的熱集成精餾空分系統，其特征在于，所述空壓機的出口壓力為0.4MPa左右。

10.根據上述權利要求所述的LNG冷能利用的熱集成精餾空分系統，其特征在于，經所述預冷器、主換熱器和過冷器Ⅰ依次冷卻后的空氣被冷卻至接近泡點溫度送入所述高壓塔的底部。