[發(fā)明專利]一種提高外壓縮流程產(chǎn)液效率的裝置及方法

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• 申請日: 2018-06-23
• 公開（公告）號: CN108759309A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 施俊豐;張飛明;劉春紅;王偉;陳海軍;韋霆;曹徽;吳正軍;葉基業(yè);郭磊;彭榮梅;邢小贊;楊榮;王永中;黃先好;張中建
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江智海化工設(shè)備工程有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 張繼鋒

一種提高外壓縮流程產(chǎn)液效率的裝置及方法，所述的方法是：原料空氣經(jīng)過濾器除去灰塵和機械雜質(zhì)后,在空氣透平壓縮機中壓縮，先送入空氣冷卻塔預(yù)冷，然后送入分子篩吸附器中去除雜質(zhì)，凈化后的加工空氣分二股：一股空氣進入主換熱器，被返流氣體冷卻至飽和溫度進入下塔；另一股空氣先送入獨立增壓壓縮機增壓冷卻至更高壓力后進入膨脹機增壓端增壓冷卻，然后進入主換熱器并從中部抽出進入膨脹機，膨脹后的大部分空氣送入上或下塔，并有一部分空氣冷凝成液空送入下塔；最后所有送入塔器的空氣經(jīng)過精餾后獲得氧、氮及氬等產(chǎn)品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種提高外壓縮流程產(chǎn)液效率的裝置及方法，主要適用于外壓縮空分設(shè)備增加液體產(chǎn)量，屬于低溫精餾空氣分離技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著中國經(jīng)濟及工業(yè)氣體行業(yè)的發(fā)展，近年來越來越多空分裝置開始生產(chǎn)液體用于外賣或備用，相比于內(nèi)壓縮空分裝置，外壓縮空分生產(chǎn)液體效率低，當其液體產(chǎn)量≤5%以內(nèi)時液體能耗較低，而液體產(chǎn)量≥10%時能耗變得很高。外壓縮空分裝置是當前鋼鐵公司配套空分的主要流程之一，占據(jù)了最大的市場份額，配套設(shè)備大小覆蓋各個空分等級。因此提高外壓縮空分裝置的產(chǎn)液效率具有積極的意義。

圖1所示，常規(guī)外壓縮空分流程：原料空氣經(jīng)過濾器除去灰塵和機械雜質(zhì)后,在空氣透平壓縮機中壓縮，先送入空氣冷卻塔預(yù)冷，然后送入分子篩吸附器中去除雜質(zhì)，凈化后的加工空氣分二股：一股空氣進入主換熱器，被返流氣體冷卻至飽和溫度進入下塔；一股空氣進入膨脹機增壓端增壓冷卻后進入主換熱器，從中部抽出進入膨脹機，膨脹后送入上塔；送入塔中的空氣經(jīng)過精餾后獲得了氧、氮及氬等產(chǎn)品。

當前外壓縮空分的液體生產(chǎn)有如下兩種，一種是：設(shè)備處于低負荷或急需液體時通過開兩臺并聯(lián)的膨脹機增加液體產(chǎn)量；第二種是：通過配置外置的氮循環(huán)液化裝置實現(xiàn)液氮的生產(chǎn)及液氧的轉(zhuǎn)換。這兩種方式生產(chǎn)的液體能耗普遍偏高，根據(jù)規(guī)模其液氮能耗約0.6-0.9kwh/Nm³。

通常而言，內(nèi)壓縮空分裝置的液體生產(chǎn)具備較好的效率，但由于其增壓膨脹系統(tǒng)與內(nèi)壓縮液體的換熱匹配問題，導(dǎo)致其液體產(chǎn)量的調(diào)節(jié)性能相對較差，而且機器工況點的偏離也會導(dǎo)致運行能耗的增加。相比之下外液化裝置具備極其靈活的運行方式，不僅可以快速開停車，而且運行時可以保持最佳效率，同時可以跟任意空分設(shè)備匹配，因此具有非常廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種可大幅提高外壓縮空分裝置產(chǎn)液效率，使液體產(chǎn)品占比提高至10-25%，對應(yīng)能耗較外液化裝置降低10-50%約0.3-0.55kwh/Nm3；同時兼具隨時開停的負荷調(diào)節(jié)能力，特別適用于外壓縮空分裝置增產(chǎn)增效的提高外壓縮流程產(chǎn)液效率的方法與裝置。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)技術(shù)方案來完成的，一種提高外壓縮流程產(chǎn)液效率的方法，該方法是：原料空氣經(jīng)過濾器除去灰塵和機械雜質(zhì)后,在空氣透平壓縮機中壓縮，先送入空氣冷卻塔預(yù)冷，然后送入分子篩吸附器中去除雜質(zhì)，凈化后的加工空氣分二股：一股空氣進入主換熱器，被返流氣體冷卻至飽和溫度進入下塔；另一股空氣先送入獨立增壓壓縮機增壓冷卻至更高壓力后再進入膨脹機增壓端增壓冷卻，然后進入主換熱器并從中部抽出進入膨脹機，膨脹后的大部分空氣送入上塔，并有一部分空氣冷凝成液空送入下塔；送入塔器中的空氣經(jīng)過精餾后獲得氧、氮及氬等產(chǎn)品。

作為優(yōu)選：所述獨立增壓壓縮機，增壓冷卻至最高壓力為15bar；另一股空氣先送入獨立增壓壓縮機增壓冷卻至最高壓力15bar后進入膨脹機增壓端增壓冷卻，然后進入主換熱器并從中部抽出進入膨脹機，膨脹后的大部分空氣送入上塔，有一部分空氣冷凝成液空送入下塔，還有一部分空氣經(jīng)過增壓冷卻后送入膨脹機膨脹冷卻后送入下塔。

作為優(yōu)選：所述的方法中，當空分裝置需要增產(chǎn)液體產(chǎn)品時，可以啟動單獨開啟增壓機并通過回流閥控制逐漸增加排氣壓力，然后啟動膨脹機，并最終在主換熱器中生產(chǎn)得到液空并送入下塔精餾，使得下塔中的液體量增加；