[發(fā)明專利]空氣分離與提純系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811644455.1
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109737689A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李志猛;陳小東;季永;李強
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種空氣分離與提純系統(tǒng)及方法。所述空氣分離與提純系統(tǒng)包括依次連接的空氣過濾與壓縮設(shè)備、空氣冷卻與篩分設(shè)備、空氣增壓與膨脹設(shè)備、第一精餾塔組件以及第二精餾塔組件。本發(fā)明提供的空氣分離與提純系統(tǒng)能夠高效的分離出純氧、純氮及純氬的產(chǎn)品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空氣分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空氣分離與提純系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

空分設(shè)備常常以空氣為原料，通過壓縮循環(huán)深度冷凍等方法可以把空氣變成液態(tài)再經(jīng)過精餾出液態(tài)氣體，還可以從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體。在現(xiàn)有技術(shù)中，空分設(shè)備為了提高氣體的純度而做出不懈的努力。空分設(shè)備一般包括空壓機、純化器以及精餾塔。空壓機，又稱空氣壓縮機，一般就是提供氣源動力，是氣動系統(tǒng)的核心設(shè)備機電引氣源裝置中的主體，它是將原動(通常是電動機)的機械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置。

相關(guān)技術(shù)中，空分設(shè)備無法高效的分離出純氧、純氮及純氬的產(chǎn)品。

因此，有必要提供一種新的空氣分離與提純系統(tǒng)及方法解決上述技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種空氣分離與提純系統(tǒng)，旨在解決相關(guān)技術(shù)中的分設(shè)備無法高效的分離出純氧、純氮及純氬的產(chǎn)品的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的空氣分離與提純系統(tǒng)包括依次連接的空氣過濾與壓縮設(shè)備、空氣冷卻與篩分設(shè)備、空氣增壓與膨脹設(shè)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(zhì)，所述機械雜質(zhì)包括灰塵；

所述空氣冷卻與篩分設(shè)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(shè)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(chǎn)品與純氮產(chǎn)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(chǎn)品。

優(yōu)選地，所述空氣過濾與壓縮設(shè)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(shè)備。

優(yōu)選地，所述空氣冷卻與篩分設(shè)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(lián)，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(shè)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。

優(yōu)選地，所述空氣增壓與膨脹設(shè)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。

優(yōu)選地，所述第一精餾塔組件包括主換熱器E1、下塔C1、冷凝蒸發(fā)器K1、上塔C2及液氧泵OP，所述冷凝蒸發(fā)器K1設(shè)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(fā)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。

優(yōu)選地，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(fā)器K704及循環(huán)粗氬泵AP，所述精氬塔C703設(shè)于所述精氬冷凝器K703與所述精氬蒸發(fā)器K704之間，所述粗氬冷凝器K701設(shè)于所述粗氬Ⅱ塔C702上方，所述循環(huán)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。

優(yōu)選地，所述空氣分離與提純系統(tǒng)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。