[發明專利]利用LNG冷能生產液氧、液氮和液氬的空分系統及方法

有效

• 申請號: 202110794917.3
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113587551B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 黃科;溫光林
• 申請（專利權）人: 四川空分設備（集團）有限責任公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04;F25J5/00
• 代理公司: 成都欣圣知識產權代理有限公司 51292
• 代理人: 易丹

1.利用LNG冷能生產液氧、液氮和液氬的空分系統，其特征在于，包括：

LNG冷箱單元（1）、主換熱器冷箱單元（2）、主塔冷箱單元（3）、低壓氮壓機（NC01）和循環氮壓機（NC02）；

所述LNG冷箱單元（1）通過循環液氮管道與所述主塔冷箱單元（3）連接；

所述主塔冷箱單元（3）通過低壓純化空氣管道、循環氮氣管道、低壓氮氣管道和污氮氣管道與所述主換熱器冷箱單元（2）連接；

所述主換熱器冷箱單元（2）通過循環氮氣管道、低壓氮氣管道與所述LNG冷箱單元（1）連接；

所述低壓氮壓機（NC01）通過所述低壓氮氣管道和壓力氮氣管道分別與所述LNG冷箱單元（1）和主換熱器冷箱單元（2）連接；

所述循環氮壓機（NC02）通過所述循環氮氣管道與所述LNG冷箱單元（1）連接；

其中，所述主塔冷箱單元（3）包括液氮氣液分離器（V01）、液氮-氮換熱器（E04）、主蒸發器（K01）、主塔（C02）、主冷凝器（K02）、過冷器（E05）和氬提取部（31）；

所述液氮氣液分離器（V01）經循環液氮管道分別與所述LNG冷箱單元（1）和過冷器（E05）連接，并經循環氮氣管道與所述主換熱器冷箱單元（2）連接；

所述液氮-氮換熱器（E04）分別經所述循環液氮管道和循環氮氣管道與所述液氮氣液分離器（V01）和主換熱器冷箱單元（2）連接，并經壓力氮氣管道與所述主換熱器冷箱單元（2）和過冷器（E05）連接；

所述主蒸發器（K01）與所述主塔（C02）底部連接，經所述壓力氮氣管道與主換熱器冷箱單元（2）連接，并經壓力液氮管道與所述過冷器（E05）連接；

所述主塔（C02）經低壓純化空氣管道與所述過冷器（E05）和主換熱器冷箱單元（2）連接，并經管道與所述氬提取部（31）連接；

所述主冷凝器（K02）與所述主塔（C02）頂部連接，經所述壓力液氮管道和低壓氮氣管道與所述過冷器（E05）連接；

所述過冷器（E05），通過所述低壓氮氣管道、污氮氣管道與所述主塔（C02）和主換熱器冷箱單元（2）連接，并經所述壓力液氮管道與所述液氮-氮換熱器（E04）連接。

2.根據權利要求1所述的利用LNG冷能生產液氧、液氮和液氬的空分系統，其特征在于，所述氬提取部（31）包括第一粗氬塔（C71）、第二粗氬塔（C72）、粗氬冷凝器（K71）、循環氬泵（P71A/B）、純氬塔（C73）、純氬冷凝器（K72)和純氬蒸發器（K73）：

所述第一粗氬塔（C71）分別經管道與所述主塔（C02）和第二粗氬塔（C72）連接；

所述粗氬冷凝器（K71）設置于所述第二粗氬塔（C72）頂部，經所述壓力液氮管道與所述過冷器（E05）連接，并經管道與所述純氬塔（C73）連接；

所述循環氬泵（P71A/B）設于所述第一粗氬塔（C71）和第二粗氬塔（C72）之間，其入口端經管道與所述第二粗氬塔（C72）下部連接，其出口端經管道與所述第一粗氬塔（C71）上部連接；

所述純氬冷凝器（K72）設于所述純氬塔（C73）的上部，其經所述壓力液氮管道與過冷器（E05）連接；

所述純氬蒸發器（K73）設于所述純氬塔（C73）的下部，其經所述壓力氮氣管道與所述主換熱器冷箱單元（2）和主冷凝器（K02）連接。

3.根據權利要求1或2所述的利用LNG冷能生產液氧、液氮和液氬的空分系統，其特征在于，所述LNG冷箱單元（1）包括LNG換熱器（E01）和液氮過冷器（E02）：

所述LNG換熱器（E01）經所述循環氮氣管道與主換熱器冷箱單元（2）和循環氮壓機（NC02）連接，并經所述低壓氮氣管道與主換熱器冷箱單元（2）和低壓氮壓機（NC01）連接；

所述氮氣過冷器（E02）與所述LNG換熱器（E01）相連，并經所述循環液氮管道與主塔冷箱單元（3）相連。