[實用新型]一種高液體產(chǎn)量的氧氣外壓縮空分裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202222108840.2
• 申請日: 2022-08-11
• 公開（公告）號: CN218210322U
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫興力;胡聰聰;賈軍
• 申請（專利權(quán)）人: 河南開元空分集團(tuán)有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04;F25J1/02
• 代理公司: 鄭州大通專利商標(biāo)代理有限公司 41111
• 代理人: 張立強(qiáng)

本實用新型屬于氣體分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高液體產(chǎn)量的氧氣外壓縮空分裝置。該空分裝置包括空氣壓縮系統(tǒng)、空氣預(yù)冷系統(tǒng)、分子篩純化系統(tǒng)、增壓透平膨脹機(jī)，空氣壓縮系統(tǒng)通過管道依次連通空氣預(yù)冷系統(tǒng)和分子篩純化系統(tǒng)，該空分裝置還包括增壓風(fēng)機(jī)和冷箱；冷箱內(nèi)設(shè)置有主換熱器、精餾塔、過冷器和全精餾制氬系統(tǒng)；增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端也位于冷箱內(nèi)；精餾塔包括上塔、下塔和位于上塔、下塔之間的主冷凝蒸發(fā)器。采用本實用新型裝置生產(chǎn)氮氣、氧氣、液氬的同時，也可以大量生產(chǎn)液氧，可以有效提高膨脹機(jī)制冷能力，從而減少旁通空氣廢氣流量，節(jié)省原料空氣消耗，相對于傳統(tǒng)氧氣外壓縮空分裝置可獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于氣體分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高液體產(chǎn)量的氧氣外壓縮空分裝置。

背景技術(shù)

常規(guī)氧氣外壓縮空分裝置以生產(chǎn)氣體產(chǎn)品為主，液體產(chǎn)量很少，特別是帶有制氬系統(tǒng)的空分裝置，氬以液體生產(chǎn)，消耗了大部分液體產(chǎn)能。當(dāng)需要進(jìn)一步增加液體產(chǎn)量時，只能增加空氣壓縮機(jī)和膨脹機(jī)的流量。由于膨脹空氣對空分精餾塔系統(tǒng)有較大影響，所以能夠進(jìn)入精餾塔的空氣量有限。所以增加的這部分制冷的空氣一般不能進(jìn)入精餾塔參與精餾，從而造成了原料空氣的浪費，降低了裝置的提取率，并增加了能耗。

隨著近年來的發(fā)展，空分裝置空壓機(jī)的排氣壓力不斷下降，常規(guī)空分裝置的空氣壓縮機(jī)排壓已從0.52MPa下降至0.45MPa左右，膨脹機(jī)的制冷能力進(jìn)一步惡化，使得常規(guī)帶有制氬系統(tǒng)的空分裝置的液氧產(chǎn)量進(jìn)一步減少。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型為解決現(xiàn)有低空壓機(jī)排壓的低能耗空分裝置無法生產(chǎn)大量液氧的問題，提供一種高液體產(chǎn)量的氧氣外壓縮空分裝置。本實用新型在可以大量液氧生產(chǎn)，可以有效提高膨脹機(jī)制冷能力，從而減少旁通空氣廢氣流量，節(jié)省原料空氣消耗，相對于傳統(tǒng)氧氣外壓縮空分裝置可獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是：

一種高液體產(chǎn)量的氧氣外壓縮空分裝置，包括空氣壓縮系統(tǒng)、空氣預(yù)冷系統(tǒng)、分子篩純化系統(tǒng)、增壓透平膨脹機(jī)，所述空氣壓縮系統(tǒng)通過管道依次連通空氣預(yù)冷系統(tǒng)和分子篩純化系統(tǒng)，該空分裝置還包括增壓風(fēng)機(jī)和冷箱；所述冷箱內(nèi)設(shè)置有主換熱器、精餾塔、過冷器和全精餾制氬系統(tǒng)；增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端也位于冷箱內(nèi)；所述精餾塔包括上塔、下塔和位于上塔、下塔之間的主冷凝蒸發(fā)器；

所述分子篩純化系統(tǒng)通過101管道連接增壓風(fēng)機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)通過管道依次連接增壓透平膨脹機(jī)的增壓端、主換熱器、增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端和精餾塔的上塔；所述分子篩純化系統(tǒng)還通過104管道連接主換熱器，主換熱器通過管道連接精餾塔的下塔；

下塔上部的高純氮氣出口通過管道與精餾塔中部的主冷凝蒸發(fā)器連通，主冷凝蒸發(fā)器的液氮出口通過管道依次連接過冷器和上塔；

下塔底部的富氧液空出口通過管道依次連接過冷器和上塔；

上塔頂部的高純氮氣出口和上塔上部的污氮出口均通過管道依次連接過冷器、主換熱器；

上塔的氧氣出口通過管道與主換熱器相連；主換熱器連接高純氮氣排放管、污氮氣排放管和氧氣排放管。

主冷凝蒸發(fā)器的液氧出口與液氧排放管相連。

在進(jìn)一步的方案中，所述分子篩純化系統(tǒng)的出口一路通過101管道與增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接，增壓風(fēng)機(jī)的出口通過102管道與增壓透平膨脹機(jī)的增壓端空氣進(jìn)口連通，增壓透平膨脹機(jī)的增壓端空氣出口通過103管道與主換熱器的增壓空氣進(jìn)口連通，主換熱器的增壓空氣出口通過201管道與增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端空氣進(jìn)口連通，增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端空氣出口通過202管道與精餾塔的上塔的膨脹空氣進(jìn)口連通；

所述分子篩純化系統(tǒng)的出口另一路通過104管道與主換熱器的空氣進(jìn)口連通，主換熱器的空氣出口通過203管道與精餾塔的下塔的空氣側(cè)進(jìn)口連通。

在進(jìn)一步的方案中，所述主冷凝蒸發(fā)器的液氮出口還通過管道與下塔的液氮進(jìn)口連通。