[發(fā)明專利]一種空氣分離設(shè)備低溫分離空氣方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010431151.8
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111609668A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周占盈
• 申請（專利權(quán)）人: 啟東柯蘭機(jī)電設(shè)備有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04;B01D46/00;B01D46/54;B01D53/26;B01D53/28
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 許翠玲

本發(fā)明公開了一種空氣分離設(shè)備低溫分離空氣方法，首先將空氣依次穿過不同孔徑的多層過濾膜后導(dǎo)入壓縮機(jī)，然后利用冷凝塔中的多段循環(huán)冷卻水將壓縮后的空氣進(jìn)行循環(huán)冷，其次利用兩組分子篩吸附器對稱設(shè)置于所述冷凝塔出口，對冷卻后的空氣進(jìn)行凈化，經(jīng)過第一換熱器換熱后將空氣分為第一空氣流和第二空氣流，分別導(dǎo)入不同的降壓設(shè)備進(jìn)行降壓后，將所述第一空氣流和所述第二空氣流導(dǎo)入雙級精餾塔的下塔底部，利用所述雙級精餾塔上下塔的傳熱溫差進(jìn)行精餾，并經(jīng)過氬增效進(jìn)行回收，同時(shí)提取所述上塔上部的氣體，并將所述下塔中的餾分導(dǎo)入所述氬增效裝置前，利用一組所述分子篩吸附器對所述餾分進(jìn)行吸附分離，提高制得的分離產(chǎn)品的純度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低溫分離空氣技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空氣分離設(shè)備低溫分離空氣方法。

背景技術(shù)

大氣空氣包含許多不同的氣體組分，主要是氮?dú)夂脱鯕?，而且還包含少量的其他物質(zhì)，如稀有氣體(例如氬氣)、甲烷、水蒸氣以及二氧化碳。大氣空氣的一種或多種組分可以使用空氣分離方法和系統(tǒng)分離并且以純化形式提供。存在用于空氣分離工藝的已知技術(shù)，如低溫蒸餾(例如低溫空氣分離循環(huán))、膜分離、變壓吸附(PSA)和真空變壓吸附(VPSA)以及在高溫氧離子傳輸陶瓷混合氧化物膜系統(tǒng)中從空氣中分離氧氣。在可用的方法中，低溫蒸餾對于將空氣分離成高純度和高壓的組成部分是特別有利的，但是目前的低溫蒸餾后制得的分離產(chǎn)品純度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種空氣分離設(shè)備低溫分離空氣方法，提高低溫蒸餾后制得的分離產(chǎn)品的純度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種空氣分離設(shè)備低溫分離空氣方法，包括：

將空氣進(jìn)行壓縮后，導(dǎo)入冷凝塔進(jìn)行冷卻；

利用兩組分子篩吸附器對空氣進(jìn)行凈化；

將凈化后的空氣分為兩部分進(jìn)行降壓，并導(dǎo)入雙級精餾塔的下塔底部；

利用所述雙級精餾塔上下塔的傳熱溫差進(jìn)行精餾，并經(jīng)過氬增效進(jìn)行回收。

其中，所述方法還包括：

將空氣依次穿過不同孔徑的多層過濾膜后導(dǎo)入壓縮機(jī)，其中，多層所述過濾膜的孔徑向靠近所述壓縮機(jī)處遞減。

其中，所述將空氣進(jìn)行壓縮后，導(dǎo)入冷凝塔進(jìn)行冷卻，包括：

過濾后的空氣經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后，利用冷凝塔中的多段循環(huán)冷卻水對空氣進(jìn)行循環(huán)冷卻至小于20攝氏度。

其中，所述利用兩組分子篩吸附器對空氣進(jìn)行凈化，包括：

將四個(gè)分子篩兩兩并聯(lián)后，作為兩組分子篩吸附器對稱設(shè)置于所述冷凝塔出口，并且每組所述分子篩吸附器中的所述分子篩分別進(jìn)行吸附和再生工作。

其中，所述將凈化后的空氣分為兩部分進(jìn)行降壓，并導(dǎo)入雙級精餾塔的下塔底部，包括：

將凈化后的空氣經(jīng)過第一換熱器換熱后分為第一空氣流和第二空氣流，分別導(dǎo)入不同的降壓設(shè)備進(jìn)行降壓后，將所述第一空氣流和所述第二空氣流導(dǎo)入雙級精餾塔的下塔底部。

其中，將所述第一空氣流導(dǎo)入降壓設(shè)備進(jìn)行降壓，包括：

將換熱后的三分之一空氣分為第一空氣流，經(jīng)過第二換熱器利用液氮換熱后，利用節(jié)流閥進(jìn)行降壓，并調(diào)節(jié)溫度至103K。

其中，將所述第二空氣流導(dǎo)入降壓設(shè)備進(jìn)行降壓，包括：

將換熱后的三分之二空氣分為第二空氣流導(dǎo)入膨脹機(jī)中進(jìn)行等熵膨脹，且溫度降低至103K。

其中，利用所述雙級精餾塔上下塔的傳熱溫差進(jìn)行精餾，并經(jīng)過氬增效進(jìn)行回收，包括：