[發明專利]一種空分節能控制裝置及方法

有效

• 申請號: 202010611257.6
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111773878B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 何東林;盧紅太;王文杰;王占立
• 申請（專利權）人: 開封迪爾空分實業有限公司
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;C01B13/02;C01B21/04
• 代理公司: 廣州博士科創知識產權代理有限公司 44663
• 代理人: 梁志標

本發明涉及智能空分設備技術領域，尤其涉及一種空分節能控制裝置及方法。該裝置包括AI控制子系統、分子篩子系統、與分子篩子系統及熱交換器連接的水箱、與分子篩子系統及水箱連接的熱交換器、冷卻精餾塔、與冷卻精餾塔連接的儲氣裝置和液氮儲存器，所述液氮儲存器用于將進入液氮儲存器的液氮降溫并控制液氮從液氮儲存器流出后進入冷卻精餾塔；所述分子篩子系統包括多個分子篩組，每個分子篩組包括多個分子篩和設置在分子篩下方的隔擋板，所述隔擋板包括阻氣棉和設置在阻氣棉下方的支撐架；本發明能夠根據市場情況控制工作的分子篩數量，充分利用液氮的溫度，且無需外界持續輸入液氮，將液氮從?198℃冷卻至?200℃，耗能少，成本低。

技術領域

本發明涉及智能空分設備技術領域，尤其涉及一種空分節能控制裝置及方法。

背景技術

空氣分離工程，簡單來說，就是通過一套大型的空氣分離系統設備，將空氣中的氧氣、氮氣、氬氣等氣體高純度分離出來的過程。通過空氣分離設備分離出來的純氧、純氮等氣體產品，將用于冶金、化工、光伏產業、多晶硅、磁性材料、電子半導體、醫療、食品等眾多領域。空氣中主要成分是氧氣、氮氣、氬氣、二氧化碳以及一些水蒸氣和雜質，空分的方法通常是采用分子篩吸附或精餾，分子篩吸附通常制造的是純度較低的產品，也有采用分子篩吸附和精餾結合的方法空分。采用分子篩進行空分通常包括分子篩吸附、分子篩再生(解析)兩個過程，一般采用2套分子篩一個用于吸附，同時另一個解析，增加生產效率。分子篩吸附時氣壓越大、溫度越低(通常為0℃以上)吸附效果越好，分子篩再生時溫度越高、氣壓越小解析效果越好。精餾過程通常是采用冷卻精餾塔進行精餾，利用液氮將空氣液化再利用空氣中各組分沸點不同進行精餾。但是空分設備受地域、季度的不同市場會有很大的變化，現有技術中空分設備產量一般是定值或需要人工手動調整工作量及產量，很容易造成產量過剩，產量過多時分子篩工作時間延長，造成設備不必要的損耗，耗能增加。另外，現有技術中的空分設備通常是采用持續輸入液氮，然后將液氮送入冷卻精餾塔內，這種方式需要外界不斷制造液氮，造成大量的能量消耗和成本消耗。

因此，有必要對現有技術改進以解決上述技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種空分節能控制裝置及方法，解決現有技術中空分設備在產氣淡季無法自動節能生產、能量損耗大的技術問題，具體而言通過以下技術方案實現：

設計一種空分節能控制裝置，包括AI控制子系統、分子篩子系統、與分子篩子系統及熱交換器連接的水箱、與分子篩子系統及水箱連接的熱交換器、冷卻精餾塔、與冷卻精餾塔連接的儲氣裝置和液氮儲存器，所述液氮儲存器用于將進入液氮儲存器的液氮降溫并控制液氮從液氮儲存器流出后進入冷卻精餾塔，可以將膨脹機與液氮儲存器連接，將高壓氣體輸送入膨脹機內，利用氣體膨脹降溫的原理制造冷量冷卻液氮，液氮儲存器主要的作用是將液氮冷卻至-200℃左右，因為，空分設備主要用于分離空氣中的氮氣、氧氣、氬氣，氬氣的沸點為-185.7℃，將液氮冷卻至-200℃，液氮儲存器將液氮運送至冷卻精餾塔，對空氣進行冷卻，利用液氮對冷卻精餾塔內的氣體進行精餾分離，同時液氮在冷卻精餾塔內也會發生熱交換升溫，可以控制進入冷卻精餾塔的液氮的流速，使液氮在冷卻精餾塔內流速較快，在液氮升溫發生汽化之前輸出冷卻精餾塔，冷卻精餾塔與液氮儲存器之間連接的管道可以采用隔熱材料制成，防止液氮在管道中輸送時發生熱交換升溫，氮氣液化過程中需要大量的能量，冷卻精餾塔將液氮輸送至液氮儲存器，由于液氮儲存器僅對液氮進行降溫，而不對氮氣進行液化，耗能相對來說少很多；