[發明專利]空氣分離與提純系統及方法

在審

• 申請號: 201811644455.1
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109737689A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 李志猛;陳小東;季永;李強
• 申請（專利權）人: 僑源氣體（福州）有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種空氣分離與提純系統，其特征在于，包括依次連接的空氣過濾與壓縮設備、空氣冷卻與篩分設備、空氣增壓與膨脹設備、第一精餾塔組件以及第二精餾塔組件；

其中，所述空氣過濾與壓縮裝置用于抽取大氣中的空氣，并過濾所述空氣中的機械雜質，所述機械雜質包括灰塵；

所述空氣冷卻與篩分設備用于冷卻過濾后的空氣，并清除過濾后的空氣中的水份和二氧化碳；

所述空氣增壓與膨脹設備用于對清除水份和二氧化碳的空氣進行增壓和膨脹，以獲取液化空氣所需的冷量；

所述第一精餾塔組件用于將增壓和膨脹后的空氣冷卻至液化臨界溫度，并從冷卻至液化臨界溫度的空氣中精餾分離出純氧產品與純氮產品；

所述第二精餾塔組件用于從精餾后的空氣中精餾分離出純氬產品。

2.如權利要求1所述的空氣分離與提純系統，其特征在于，所述空氣過濾與壓縮設備包括空氣過濾器AF和空壓機TC1，所述空壓機TC1連接所述空氣過濾器AF與所述空氣冷卻與篩分設備。

3.如權利要求2所述的空氣分離與提純系統，其特征在于，所述空氣冷卻與篩分設備包括空冷塔AC、水冷塔WC及分子篩吸附器組件，所述空冷塔AC與水冷塔WC并聯，所述分子篩吸附器組件連接所述空冷塔AC與所述空氣增壓與膨脹設備，其中，所述空壓機TC1連接所述空氣過濾器AF與所述空冷塔AC。

4.如權利要求3所述的空氣分離與提純系統，其特征在于，所述空氣增壓與膨脹設備包括空氣增壓機TC2及膨脹機ET，其中，所述分子篩吸附器組件、所述空氣增壓機TC2、所述膨脹機ET以及所述第一精餾塔組件依次連接。

5.如權利要求4所述的空氣分離與提純系統，其特征在于，所述第一精餾塔組件包括主換熱器E1、下塔C1、冷凝蒸發器K1、上塔C2及液氧泵OP，所述冷凝蒸發器K1設于所述下塔C1與所述上塔C2之間，所述液氧泵OP與所述冷凝蒸發器K1連接，所述下塔C1與所述主換熱器E1連接，所述膨脹機ET與所述主換熱器E1連接。

6.如權利要求5所述的空氣分離與提純系統，其特征在于，所述第二精餾塔組件包括過冷器E2、粗氬Ⅰ塔C701、粗氬Ⅱ塔C702、精氬塔C703、粗氬冷凝器K701、精氬冷凝器K703、精氬蒸發器K704及循環粗氬泵AP，所述精氬塔C703設于所述精氬冷凝器K703與所述精氬蒸發器K704之間，所述粗氬冷凝器K701設于所述粗氬Ⅱ塔C702上方，所述循環粗氬泵AP連接所述粗氬Ⅰ塔C701與所述粗氬Ⅱ塔C702，所述過冷器E2與所述下塔C1連接。

7.如權利要求1所述的空氣分離與提純系統，其特征在于，所述空氣分離與提純系統還包括電加熱器EH，所述電加熱器EH連接所述分子篩吸附器組件以及所述主換熱器E1。

8.一種空氣分離與提純方法，其特征在于，包括如下步驟：

抽取大氣中的空氣，并過濾所述空氣中的機械雜質；

冷卻過濾后的空氣，并清除過濾后的空氣中的水份和二氧化碳；

對清除水份和二氧化碳的空氣進行增壓和膨脹，以獲取液化空氣所需的冷量；

將增壓和膨脹后的空氣冷卻至液化臨界溫度，并從冷卻至液化臨界溫度的空氣中精餾分離出純氧產品與純氮產品；

從精餾后的空氣中精餾分離出純氬產品。

9.如權利要求8所述的空氣分離與提純方法，其特征在于，還包括，危險雜質的排放。