一種帶壓力氧氣的液體空分預處理裝置及工藝的製作方法
2023-05-07 22:23:56 1
專利名稱：一種帶壓力氧氣的液體空分預處理裝置及工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於空氣分離領域，特別涉及一種帶壓力氧氣的液體空分預處理裝置及エ藝。
背景技術：
隨著經濟的發展，市場上對於液氧、液氮的需求越來越大。與終端市場相適應，近幾年液體空分的規模和數量也逐漸增加。液體空分根據規模的不同有不同的流程組織，對於較大型液體空分，使用高低溫膨脹機流程是最常見的選擇。但對於較大的用戶而言，使用液體的成本過高，他們希望使用管道氣體。純液體空分無法為大客戶提供低成本的管道氣 體，自己的經濟效益完全取決於液體市場的情況，風險較大。因而有必要設計ー種可產一定壓カ氧氣的液體空分，該流程要有較大的變負荷能力，以滿足管道客戶需求的波動。
發明內容
本發明的目的在於設計一種帶壓力氧氣的液體空分預處理裝置及エ藝，可以同時生產一定量的壓カ氧氣和大量的液體；空氣能在主換熱器的膨脹空氣通道內實現雙向流動，從而實現了壓カ氧氣及液氧液氮產品比例可以在較大範圍內變化。為達到上述目的，本發明的技術方案是
一種帶壓力氧氣的液體空分前處理裝置，其包括，空氣透平壓縮機，其進ロ管道中設去除灰塵和機械雜質的空氣過濾器；空氣冷卻塔，其進ロ通過管道連接空氣透平壓縮機出ロ管道；空氣冷卻塔的給水分為兩段，冷卻塔的上段連接水冷卻塔冷卻低溫水管道，冷卻塔下段連接使用經處理過的循環水管道；分子篩吸附器，連接於空氣冷卻塔出ロ管道，分子篩吸附器出口管道經循環壓縮機接入主換熱器；主換熱器，其進ロ端通過管道連接分子篩吸附器出口管道；高溫膨脹機，進ロ端通過管道連接於主換熱器中部，高溫膨脹機增壓端經管道返回接入主換熱器，進入主換熱器內的管道分兩路管道，其中一路管道接下塔，另一路管道接入低溫膨脹機；低溫膨脹機，其進ロ管道連接低溫膨脹機增壓端進入主換熱器內的管道，低溫膨脹機增壓端接入高溫膨脹機增壓端輸出管道；低溫膨脹機出ロ管道經ー個三通管接入下塔進ロ管道，三通管另一管路接入所述循環壓縮機進ロ管道。進ー步，空氣冷卻塔頂部設置防止水份帶出並除去空氣中的水滴的絲網除霧器。又，連接於冷卻塔的上段的冷卻低溫水管道中還設冷水機組。本發明ー種帶壓力氧氣的液體空分前處理工藝，其包括如下步驟
1)原料空氣在空氣過濾器中去除灰塵和機械雜質後，進入空氣透平壓縮機，壓縮到一定壓カ後，即P > O. 35MPa，進入空氣冷卻塔預冷；空氣冷卻塔的給水分為兩段，空氣冷卻塔的下段使用經處理過的循環水，而冷卻塔的上段則使用經水冷卻塔的低溫水；
2)經過預冷過的空氣再進入兩隻相互切換使用的分子篩吸附器，吸附掉空氣中的H20、CO2、C2H2 雜質；
3)浄化後的加工空氣分為兩股，一股作為儀表空氣；另一股空氣與高、低溫膨脹機出來的返流空氣混合通過循環壓縮機升壓到需要的壓力，冷卻後分為兩部分，一部分空氣進入主換熱器換熱，從主換熱器中部抽出進入高溫膨脹機，膨脹後的空氣返回主換熱器，復熱後參與下一次循環；其餘部分依次進入高、低溫膨脹機增壓端增壓，冷卻後再進入主換熱器冷卻，冷卻到-90°C -110°C後分成兩股空氣，一股去低溫膨脹機膨脹，膨脹後進下塔參與精餾，另ー股繼續冷卻出主換熱器節流進入下塔參與精餾，或部分進上塔。進ー步，所述空氣冷卻塔的上段還使用經冷水機組冷卻的低溫水。又，所述空氣冷卻塔頂部設置絲網除霧器，防止水份帶出並除去空氣中的水滴。本發明的有益效果
本發明使高低溫膨脹機液體空分流程在生產大量液體的同時具有生產壓カ氧氣的能力，可較大地降低大客戶的用氣成本，具有很好的經濟效益。本發明實現了空氣在主換熱器的膨脹空氣通內實現雙向流動，從而實現了壓カ氧氣及液氧液氮產品比例可以在較大範圍內變化，可以有效減少氧氣的放散，提高經濟效益。液氧從液氧泵後取出，帶有一定的壓力，能夠順利地送入貯槽。這樣就不需要擔心因貯槽過高而導致液氧無法送入貯槽。
圖I為本發明實施例的示意圖。
具體實施例方式參見圖1，本發明的一種帶壓力氧氣的液體空分前處理裝置，其包括，空氣透平壓縮機1，其進ロ管道中設去除灰塵和機械雜質的空氣過濾器2;空氣冷卻塔3，其進ロ通過管道連接空氣透平壓縮機I出口管道；空氣冷卻塔3的給水分為兩段，空氣冷卻塔的上段連接水冷卻塔4冷卻低溫水管道，冷卻塔下段連接使用經處理過的循環水管道；分子篩吸附器5，連接於空氣冷卻塔3出ロ管道，分子篩吸附器5出ロ管道經循環壓縮機6接入主換熱器7 ;主換熱器7，其進ロ端通過管道連接分子篩吸附器5出口管道；高溫膨脹機8，高溫膨脹機增壓端經管道返回接入主換熱器7，進入主換熱器7內的管道分兩路管道，其中一路管道接下塔9，另一路管道接入低溫膨脹機10 ;低溫膨脹機10，其進ロ管道連接低溫膨脹機10增壓端進入主換熱器7內的管道，低溫膨脹機10增壓端接入高溫膨脹機8增壓端輸出管道；低溫膨脹機10出ロ管道經ー個三通管13接入下塔9進ロ管道，三通管13另一管路接入所述循環壓縮機6進ロ管道。進ー步，空氣冷卻塔3頂部設置防止水份帶出並除去空氣中的水滴的絲網除霧器11。連接於空氣冷卻塔3的上段的冷卻低溫水管道中還設冷水機組12。本發明ー種帶壓力氧氣的液體空分前處理工藝，其包括如下步驟
I)原料空氣在空氣過濾器中去除灰塵和機械雜質後，進入空氣透平壓縮機，壓縮到一定壓カ後，即P > O. 35MPa，進入空氣冷卻塔預冷；空氣冷卻塔的給水分為兩段，空氣冷卻塔的下段使用經處理過的循環水，而冷卻塔的上段則使用經水冷卻塔的低溫水；2)經過預冷過的空氣再進入兩隻相互切換使用的分子篩吸附器，吸附掉空氣中的H20、CO2、C2H2 雜質；
3)浄化後的加工空氣分為兩股，一股作為儀表空氣；另一股空氣與高、低溫膨脹機出來的返流空氣混合通過循環壓縮機升壓到需要的壓力，冷卻後分為兩部分，一部分空氣進入主換熱器換熱，從主換熱器中部抽出進入高溫膨脹機，膨脹後的空氣返回主換熱器，復熱後參與下一次循環；其餘部分依次進入高、低溫膨脹機增壓端增壓，冷卻後再進入主換熱器冷卻，冷卻到-90°C -110°C後分成兩股空氣，一股去低溫膨脹機膨脹，膨脹後進下塔參與精餾，另ー股繼續冷卻出主換熱器節流進入下塔參與精餾，或部分進上塔參與精餾。
進ー步，所述空氣冷卻塔的上段還使用經冷水機組冷卻的低溫水。所述空氣冷卻塔頂部設置絲網除霧器，防止水份帶出並除去空氣中的水滴。綜上所述，本發明設計了ー種帶壓カ氧氣、使用高低溫膨脹機的液體空分流程，該空分可以提供壓カ氧氣，同時再生產較大量的液體。傳統的液體空分膨脹機出口的氣體會回流到換熱器，是ー種單向的流動。對於生產帶壓力氧氣的液體空分而言，考慮到許多用戶氧氣使用量具有很大的波動，空分需要具有大幅度變化氧氣負荷及液氧液氮產品比例的能力。這種變負荷有時要求換熱器的膨脹空氣流路能夠雙向流通，這種雙向流通能力是本發明的ー個重要創新點。
權利要求
1.一種帶壓力氧氣的液體空分前處理裝置，其特徵在於，包括， 空氣透平壓縮機，其進口管道中設去除灰塵和機械雜質的空氣過濾器； 空氣冷卻塔，其進口通過管道連接空氣透平壓縮機出口管道；空氣冷卻塔的給水分為兩段，冷卻塔的上段連接水冷卻塔冷卻低溫水管道，冷卻塔下段連接使用經處理過的循環水管道； 分子篩吸附器，連接於空氣冷卻塔出口管道，分子篩吸附器出口管道經循環壓縮機接入主換熱器； 主換熱器，其進口端通過管道連接分子篩吸附器出口管道； 高溫膨脹機，進口端通過管道連接於主換熱器中部，高溫膨脹機增壓端經管道返回接入主換熱器，進入主換熱器內的管道分兩路管道，其中一路管道接下塔，另一路管道接入低溫膨脹機； 低溫膨脹機，其進口管道連接低溫膨脹機增壓端進入主換熱器內的管道，低溫膨脹機增壓端接入高溫膨脹機增壓端輸出管道；低溫膨脹機出口管道經一個三通管接入下塔進口管道，三通管另一管路接入所述循環壓縮機進口管道。
2.如權利要求I所述的帶壓力氧氣的液體空分前處理裝置，其特徵在於，空氣冷卻塔頂部設置防止水份帶出並除去空氣中的水滴的絲網除霧器。
3.如權利要求I所述的帶壓力氧氣的液體空分前處理裝置，其特徵在於，連接於空氣冷卻塔的上段的冷卻低溫水管道中還設冷水機組。
4.一種帶壓力氧氣的液體空分前處理工藝，其包括如下步驟 原料空氣在空氣過濾器中去除灰塵和機械雜質後，進入空氣透平壓縮機，壓縮到一定壓力後，即P > 0. 35MPa，進入空氣冷卻塔預冷；空氣冷卻塔的給水分為兩段，空氣冷卻塔的下段使用經處理過的循環水，而冷卻塔的上段則使用經水冷卻塔的低溫水； 經過預冷過的空氣再進入兩隻相互切換使用的分子篩吸附器，吸附掉空氣中的H20、CO2、C2H2 雜質； 淨化後的加工空氣分為兩股，一股作為儀表空氣；另一股空氣與高、低溫膨脹機出來的返流空氣混合通過循環壓縮機升壓到需要的壓力，冷卻後分為兩部分，一部分空氣進入主換熱器換熱，從主換熱器中部抽出進入高溫膨脹機，膨脹後的空氣返回主換熱器，復熱後參與下一次循環；其餘部分依次進入高、低溫膨脹機增壓端增壓，冷卻後再進入主換熱器冷卻，冷卻到_90°C -110°C後，分成兩股空氣，一股去低溫膨脹機膨脹，膨脹後進下塔參與精餾，另一股繼續冷卻出主換熱器節流進入下塔參與精餾，或部分進上塔。
5.如權利要求4所述的帶壓力氧氣的液體空分前處理工藝，其特徵在於，所述空氣冷卻塔的上段還使用經冷水機組冷卻的低溫水。
6.如權利要求4所述的帶壓力氧氣的液體空分前處理工藝，其特徵在於，所述空氣冷卻塔頂部設置絲網除霧器，防止水份帶出並除去空氣中的水滴。
全文摘要
一種帶壓力氧氣的液體空分前處理裝置及工藝，包括空氣透平壓縮機；空氣冷卻塔，進口接空氣透平壓縮機出口，上段連接水冷卻塔冷卻低溫水管道，下段接循環水管道；分子篩吸附器，接於空氣冷卻塔出口，出口經循環壓縮機接主換熱器；高溫膨脹機，進口接主換熱器，增壓端接入主換熱器進口，進入主換熱器內管道分兩路，一路接下塔，另一路接入低溫膨脹機；低溫膨脹機，進口接低溫膨脹機增壓端進入主換熱器內管道，增壓端接入高溫膨脹機增壓端輸出管道，其出口經三通管接入下塔進口，三通管另一路接入循環壓縮機進口。本發明可同時生產壓力氧氣和大量液體，空氣能在主換熱器的膨脹空氣通道內實現雙向流動，實現壓力氧氣及液氧液氮比例在較大範圍內變化。
文檔編號F25J3/04GK102679687SQ20121016803
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者馮剛, 張金華, 徐鋒, 郭超 申請人:上海寶鋼氣體有限公司