[發(fā)明專利]用于消除空氣分離單元中的吸附器的再生伴隨的熱擾動(dòng)的方法和設(shè)備在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201911324269.4 | 申請(qǐng)日： | 2019-12-20 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111346473A | 公開（公告）日： | 2020-06-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | P·孔;M·H·彭 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司 |
| 主分類號(hào)： | B01D53/04 | 分類號(hào)： | B01D53/04 |
| 代理公司： | 北京市中咨律師事務(wù)所 11247 | 代理人： | 黃麗娜;吳鵬 |
| 地址： | 法國*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 消除 空氣 分離 單元 中的 吸附 再生 伴隨 擾動(dòng) 方法 設(shè)備 | ||
本發(fā)明提供一種用于減少空氣分離單元中的吸附器的再生伴隨的熱擾動(dòng)的方法。空氣分離單元可包括前端純化單元(30)、主空氣壓縮機(jī)(10)、主換熱器(40)、蒸餾塔系統(tǒng)(50)、再生氣體加熱器(43)和再生氣體冷卻器(70)，前端純化單元包括第一吸附器和第二吸附器。該方法可包括以下步驟：在第二吸附器在吸附循環(huán)中運(yùn)行時(shí)使第一吸附器再生，其中使第一吸附器再生的步驟進(jìn)一步包括加熱第一吸附器然后冷卻第一吸附器的步驟，其中在冷卻第一吸附器的步驟中，將源自蒸餾塔系統(tǒng)并且在主換熱器中冷卻的再生氣體在用于冷卻第一吸附器之前在再生氣體冷卻器中進(jìn)一步冷卻。本發(fā)明還提供一種用于減少空氣分離單元中的吸附器的再生伴隨的熱擾動(dòng)的設(shè)備。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體上涉及一種用于在吸附器再生循環(huán)的冷卻步驟期間改善空氣分離單元的運(yùn)行的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)
對(duì)于用于生產(chǎn)氣態(tài)產(chǎn)物(例如氣態(tài)氧(GOX)、氣態(tài)氮(GAN))的空氣分離單元(ASU)設(shè)施而言，諸如液態(tài)氧(LOX)和/或液態(tài)氮(LIN)的液態(tài)產(chǎn)物是通過在主換熱器中由來自增壓空氣壓縮機(jī)(BAC)的高壓(HP)空氣氣化分離而得來。
圖1提供了迄今為止已知的工藝的示意圖。參照?qǐng)D1，來自主空氣壓縮機(jī)(MAC)10的壓縮濕空氣2在直接接觸塔20中被冷凍水62冷卻至大約53°F，然后經(jīng)由管線22被送至前端純化(FEP)單元30，以產(chǎn)生64°F的無水分和二氧化碳的干空氣32。此外，升溫的水24被送至冷凍水塔60，以用于在來自蒸餾塔50的低壓氮流52在主換熱器中被進(jìn)入的空氣流加熱之后在該冷凍水塔中對(duì)該低壓氮流52進(jìn)行冷卻。
一部分干空氣36被BAC 35進(jìn)一步壓縮，并在BAC下游/之后的冷卻器37中通過冷卻水冷卻至大約95°F。然后將增壓空氣36(或HP空氣)和來自FEP單元30的剩余干空氣34送至主換熱器40，在此它們通過與來自蒸餾塔的冷流出物流(52，54)進(jìn)行熱交換而被冷卻。取決于要生產(chǎn)的低溫液體產(chǎn)物的量，增壓空氣的百分比可以在到達(dá)冷箱的全部空氣的35％至65％之間變化。可選地，多達(dá)全部來自FEP單元30的干空氣在被送至主換熱器之前可以在不存在BAC的情況下被渦輪增壓器(未示出)壓縮。
FEP的多個(gè)吸附器在吸附循環(huán)與再生循環(huán)之間交替地運(yùn)行。在再生循環(huán)中，吸附器R由來自蒸餾塔系統(tǒng)50的、已在主換熱器中被加熱/升溫之后的廢氮?dú)?4再生，以除去在吸附循環(huán)中積聚的水分和二氧化碳。再生循環(huán)包括加熱階段和冷卻階段。
在加熱階段，閥47關(guān)閉并且閥45打開，使得再生氣體42經(jīng)由管線44流動(dòng)，再生氣體42在被送至吸附器R之前，在管線44中被再生加熱器43加熱。
在冷卻階段中，閥45關(guān)閉并且閥47打開，使得再生氣體42經(jīng)由管線46流動(dòng)。這將吸附器R冷卻至接近于流54在離開換熱器時(shí)的溫度，該溫度約為比正常吸附溫度(即管線22中的空氣溫度)高至少15°F。因此，現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例在替換吸附器之前不能充分冷卻吸附器。這有幾個(gè)主要缺點(diǎn)：
·干空氣中的溫度漂移(或熱擾動(dòng)(heat bump))會(huì)導(dǎo)致BAC、渦輪增壓器和冷箱內(nèi)的設(shè)備(例如，換熱器和蒸餾塔系統(tǒng))工藝/過程紊亂；
·為了最小化這種溫度擾動(dòng)(temperature disturbance)，BAC 35通常被特意加大尺寸(多達(dá)5％)以適應(yīng)入口溫度的升高；以及
·當(dāng)生產(chǎn)氬氣時(shí)，熱擾動(dòng)特別明顯并使蒸餾紊亂。
現(xiàn)有技術(shù)中用于解決這種熱擾動(dòng)的一種方法是在較冷的溫度下從主換熱器除去廢氮流；然而，這導(dǎo)致再生循環(huán)的加熱步驟中的熱交換效率較低并且熱負(fù)荷較高。
因此，希望具有避免這些過程擾動(dòng)并且以整體上更有效的方式運(yùn)行的改進(jìn)的設(shè)備和方法。
發(fā)明內(nèi)容
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