[實用新型]一種通過低溫精餾分離空氣的設備

有效

• 申請號: 201821288763.0
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN208846825U
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 阿蘭·布里格利亞;葛鵬飛;黃鋒明
• 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: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 賈慧琴

本實用新型涉及一種通過低溫精餾分離空氣的設備，更具體地，涉及一種直接生產液氮產品的空氣分離設備。本實用新型投入了更少的轉動設備，節省了成本，減少了機械損失和電力消耗；運用膨脹裝置與增壓裝置耦合的方法，將壓縮氣體膨脹對外作功的內能轉化為機械能，有效地提高了整個設備的效率；與現有技術相比，省略了氮氣液化裝置，從而使得工廠的場地布置得以優化；運行可靠，相對于現有技術操作和維護都更為簡單。

技術領域

本實用新型涉及一種通過低溫精餾分離空氣的設備，更具體地，涉及一種直接生產液氮產品的空氣分離設備。

背景技術

在空氣分離設備中，液氮通常作為氧氣產品的副產品產生。在玻璃制造，化學轉換，電子和食品制備等領域，氮氣具有相當大的市場需求，但通常是對氣體氮氣的需求，液化成液體氮氣主要是為了運輸和儲存方便。

制氮機通過低溫精餾產生大量的氮氣產品，但不產生有一定規模的液體氮氣產品。當對液氮有很大需求，又同時不需要氧氣產品時，通常采用制氮機與氮氣液化裝置耦合的辦法來滿足用戶要求。

實用新型內容

本實用新型的主要目的是提供了一種直接生產液氮產品的空氣分離設備。液氮作為唯一產品，該空氣分離設備既節省了成本又減少了電力消耗。

上述目的主要通過以下方式來實現：

一種通過低溫精餾分離空氣的設備，包括：

主空氣壓縮機，預冷系統和純化系統，以及將原料空氣依次通過以上系統得到待冷卻進料空氣的原料空氣管線；

接受所述待冷卻進料空氣并將之冷卻至進料空氣的主熱交換器；

連接于所述主熱交換器的精餾塔，用以接受所述進料空氣，從而產生塔頂的富氮餾出物以及塔底的富氧液體；

連接于精餾塔的冷凝裝置，用以將所述富氮餾出物和冷凝裝置中的富氧液體進行換熱，使富氮餾出物的一部分冷凝，并至少將所得冷凝液的一部分引入至所述的精餾塔中作為回流，所得冷凝液的另一部分作為液氮產品抽出，同時使冷凝裝置中的富氧液體部分氣化得到污氧；

將污氧從所述冷凝裝置送入主熱交換器，經部分升溫后，送入第一膨脹裝置膨脹作功，并送回所述主熱交換器進一步升溫后放空的管線；

其中，待冷卻進料空氣在純化系統后被分成至少兩部分，第一部分經第一管線進入主熱交換器與污氧間接地進行熱交換，進入精餾塔進行精餾；

第二部分經第二管線依次通過第一增壓裝置、第二增壓裝置后進入主熱交換器，與污氧間接地進行熱交換，部分冷卻后進入第二膨脹裝置膨脹作功，之后進入精餾塔進行精餾。

優選地，所述第一膨脹裝置與所述第一增壓裝置機械耦合。

優選地，所述第二膨脹裝置與所述第二增壓裝置機械耦合。

優選地，所述冷凝裝置與精餾塔之間設置有膨脹閥，用以將所述塔底的富氧液體進行閥膨脹再送入冷凝裝置。

優選地，第一管線中的待冷卻進料空氣量與所述液氮產品的產量成正比。

本實用新型相對于現有技術所具有的有益效果如下：

1.本實用新型投入了更少的轉動設備，節省了成本，減少了機械損失和電力消耗。

2.本實用新型運用膨脹裝置與增壓裝置耦合的方法，將壓縮氣體膨脹對外作功的內能轉化為機械能，有效地提高了整個設備的效率。

3.本實用新型與現有技術相比，省略了氮氣液化裝置，從而使得工廠的場地布置得以優化。

4.本實用新型運行可靠，相對于現有技術操作和維護都更為簡單。

附圖說明