专利名称：降低液体空分能耗的方法
技术领域：
本发明涉及一种降低液体空分能耗的方法。
背景技术：
随着工业的快速发展，特别是近几年造船业与电子行业的发展，各气体公司都需要生 产大量液体，以便于贮存及远程运输。为了占有市场份额，空分制造厂家一直围绕着节省投 资成本和节能降耗两个目标进行开发和研究。流程的组织对设备投资、氧提取率和能耗都 有很大影响，本专利提出的是一种新型的投资省、能耗低的流程组织，可使常规的全低压循 环流程能耗降低5 10%，意义非常重大，值得推广。本发明力求经济效益的最大化和增加投 资的最小化，实施简单富有成效，尤其适用于50 100TPD型装置的液体空分。
发明内容
为了克服上述弊端，本发明提供了一种降低液体空分能耗的方法，在流程组织上进行 优化，对少数设备和工艺路线部分改变，不增加投资，但可大大降低能耗，运行成本低且方 便检修、维护。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种降低液体空分 能耗的方法，其特征在于包括如下步骤
一、空气经吸入口吸入，经空气过滤器滤去尘埃和机械杂质，进入空气压缩机进行压 缩，压缩后的空气进入用来吸附除去水份和二氧化碳的空气纯化系统，空气纯化系统中的 吸附器由两台纯化器组成；两台纯化器采用外绝热双层床结构，当一台运行时，另一台则由 来自冷箱中的污氮气通过加热器加热后进行再生；吸附器里面的吸附剂采用13XP分子筛；
二、经纯化系统净化处理的空气进入主换热器被返流气体冷却到接近液化温度去下塔 的底部，进行第一次精馏，在下塔中，上升气体与下流液体充分接触，传热传质后，上升气体 中氮的浓度逐渐增加；纯氮气进入下塔顶部的主冷凝蒸发器被冷凝，在气氮冷凝的同时，主 冷凝蒸发器中的液氧吸收氮气冷凝释放的热量得到汽化；被冷凝的液氮一部分作为下塔的 回流液参与精馏，其余经过冷器过冷节流后部分作为液体产品送出塔外，其余送入上塔参 与精馏；
三、在下塔底部产生的液空也经过冷器过冷，节流后送入上塔参与精馏；在上塔内，经 过再次精馏，得到产品液氧、氮气和污氮气；
四、上塔出来的污氮气经过过冷器和主换热器复热到一定温度后进入2号膨胀机组膨 胀，2号膨胀机组膨胀后的污氮气经过主换热器复热后分为两股，一股进入循环氮压机入 口，另一股经过2号膨胀机组的增压端增压后进入纯化系统作再生气用；循环氮压机增压 后出来的污氮气进1号膨胀机组增压端增压，增压后的污氮气一部分经过主换热器液化到一定温度后送入上塔参与精馏，另一部分进入1号膨胀机组膨胀制冷，膨胀后的污氮气经 主换热器复热后进入循环氮压机入口。优选的，所述纯化器为立式纯化器。优选的，所述加热器为电加热炉。优选的，所述膨胀机组为增压透平膨胀机组。本发明吸附器具有高温性能吸附的分子筛，从而取消了纯化系统前面的预冷机 组，简化了流程，节省了成本和降低了能耗；膨胀后的污氮气送入上塔参与精馏，提高了 氧的提取率，降低了原料机和循环机的气量，从而降低了能耗。例如一套2400匪3/H的 液氧装置，原料空气量可减少300Nm3/h，循环气量可减少300Nm3/h，另预冷机组可取 消，总电耗可降低 100KW，如果以1度电0. 6元，1年运行8000小时计算电费年节约 100X0. 6X8000=480，000元，而新型装置仅比常规装置在上塔设备和分子筛上增加了投资， 且增加投资费用很少，总的增加费用不超过十万元，然而原料空压机和循环机气量减少了， 预冷机组取消了，投资费用总体也将省下50万。
图1为本发明的工艺流程图中；AF-空气过滤器AC-空气压缩机；MS-纯化器；EH-电加热炉；NC-循环氮压机； 1ET-1号膨胀机组；2ET-2号膨胀机组；El-主换热器；Cl-下塔；Kl-主冷凝蒸发器；C2-上 塔；E2-过冷器。
具体实施例方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例一种降低液体空分能耗的方法，其特征在于包括如下步骤
一、空气经吸入口吸入，经空气过滤器AF滤去尘埃和机械杂质，进入空气压缩机AC进 行压缩，压缩后的空气进入用来吸附除去水份和二氧化碳的空气纯化系统，空气纯化系统 中的吸附器由两台纯化器MS组成；两台纯化器MS采用外绝热双层床结构，当一台运行时， 另一台则由来自冷箱中的污氮气通过加热器加热后进行再生；吸附器里面的吸附剂采用 13XP分子筛；
二、经纯化系统净化处理的空气进入主换热器El被返流气体冷却到接近液化温度去 下塔Cl的底部，进行第一次精馏，在下塔Cl中，上升气体与下流液体充分接触，传热传质 后，上升气体中氮的浓度逐渐增加；纯氮气进入下塔Cl顶部的主冷凝蒸发器Kl被冷凝，在 气氮冷凝的同时，主冷凝蒸发器Kl中的液氧吸收氮气冷凝释放的热量得到汽化；被冷凝的 液氮一部分作为下塔Cl的回流液参与精馏，其余经过冷器过冷节流后部分作为液体产品 送出塔外，其余送入上塔C2参与精馏；
三、在下塔Cl底部产生的液空也经过冷器E2过冷，节流后送入上塔C2参与精馏；在上 塔C2内，经过再次精馏，得到产品液氧、氮气和污氮气；
四、上塔C2出来的污氮气经过过冷器E2和主换热器El复热到一定温度后进入2号膨胀机组2ET膨胀，2号膨胀机组膨胀后的污氮气经过主换热器El复热后分为两股，一股进入 循环氮压机NC入口，另一股经过2号膨胀机组2ET的增压端增压后进入纯化系统作再生气 用；循环氮压机NC增压后出来的污氮气进1号膨胀机组IET增压端增压，增压后的污氮气 一部分经过主换热器El液化到一定温度后送入上塔C2参与精馏，另一部分进入1号膨胀 机组IET膨胀制冷，膨胀后的污氮气经主换热器El复热后进入循环氮压机NC入口。所述纯化器MS为立式纯化器。所述加热器为电加热炉EH。所述膨胀机组为增压 透平膨胀机组。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的 技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但 并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求
一种降低液体空分能耗的方法，其特征在于包括如下步骤一、空气经吸入口吸入，经空气过滤器滤去尘埃和机械杂质，进入空气压缩机进行压缩，压缩后的空气进入用来吸附除去水份和二氧化碳的空气纯化系统，空气纯化系统中的吸附器由两台纯化器组成；两台纯化器采用外绝热双层床结构，当一台运行时，另一台则由来自冷箱中的污氮气通过加热器加热后进行再生；吸附器里面的吸附剂采用13XP分子筛；二、经纯化系统净化处理的空气进入主换热器被返流气体冷却到接近液化温度去下塔的底部，进行第一次精馏，在下塔中，上升气体与下流液体充分接触，传热传质后，上升气体中氮的浓度逐渐增加；纯氮气进入下塔顶部的主冷凝蒸发器被冷凝，在气氮冷凝的同时，主冷凝蒸发器中的液氧吸收氮气冷凝释放的热量得到汽化；被冷凝的液氮一部分作为下塔的回流液参与精馏，其余经过冷器过冷节流后部分作为液体产品送出塔外，其余送入上塔参与精馏；三、在下塔底部产生的液空也经过冷器过冷，节流后送入上塔参与精馏；在上塔内,经过再次精馏,得到产品液氧、氮气和污氮气；四、上塔出来的污氮气经过过冷器和主换热器复热到一定温度后进入2号膨胀机组膨胀，2号膨胀机组膨胀后的污氮气经过主换热器复热后分为两股，一股进入循环氮压机入口，另一股经过2号膨胀机组的增压端增压后进入纯化系统作再生气用；循环氮压机增压后出来的污氮气进1号膨胀机组增压端增压,增压后的污氮气一部分经过主换热器液化到一定温度后送入上塔参与精馏，另一部分进入1号膨胀机组膨胀制冷，膨胀后的污氮气经主换热器复热后进入循环氮压机入口。
2.根据权利要求1所述的降低液体空分能耗的方法，其特征在于所述纯化器为立式 纯化器。
3.根据权利要求1所述的降低液体空分能耗的方法，其特征在于所述加热器为电加 热炉。
4.根据权利要求1所述的降低液体空分能耗的方法，其特征在于所述膨胀机组为增 压透平膨胀机组。
全文摘要
本发明提供一种降低液体空分能耗的方法，包括如下步骤一、空气经吸入口吸入，经空气过滤器滤去尘埃和机械杂质；二、经纯化系统净化处理的空气进入主换热器被返流气体冷却到接近液化温度去下塔的底部，进行第一次精馏；三、在下塔底部产生的液空也经过冷器过冷，节流后送入上塔参与精馏；在上塔内,经过再次精馏,得到产品液氧、氮气和污氮气；四、上塔出来的污氮气经过过冷器和主换热器复热到一定温度后进入2号膨胀机组膨胀，2号膨胀机组膨胀后的污氮气经过主换热器复热后分为两股，一股进入循环氮压机入口，另一股经过2号膨胀机组的增压端增压后进入纯化系统作再生气用。
文档编号F25J3/04GK101943513SQ20101029813
公开日2011年1月12日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者孔令权, 张琼, 杨美原, 郝迅 申请人:杭州川空通用设备有限公司