生产至少一种空气产品的方法、空分设备、产生电能的方法和装置的制造方法_3

文档序号:9620623阅读:来源:国知局
亦可由一由主空气压缩机提供且经主热交 换器冷却的流(即例如部分被送入蒸馈塔系统的中压塔且处于相应压力的"中压流")的至 少一部分形成。随后经冷压缩机压缩后,可将该气态加压流送入在相应压力水平上运行的 蒸馈塔。
[0043] 在被送入相应蒸馈塔之前,该至少一股气态加压流亦可在第二压力水平上与至少 一其他流汇合。若该第二压力水平例如等于高压塔运行压力,经相应压缩的气态加压流便 可与一由主空气压缩机在该第二压力水平上提供且经主热交换器冷却的相应压缩空气流 汇合。
[0044] 若该压缩气态加压流尚未处于标称溫度,则该至少一股气态加压流可在经冷压缩 机压缩后至少部分在主热交换器内被冷却。此亦为一项有益措施,能通过选择性热输入来 应对因进给液态空气产品而导致主热交换器溫度分布发生变化的不利局面。
[0045] 此情况下可按需要在任意有助于取得良好冷却效果和/或影响溫度分布的位置 上向热交换器进给,例如参见图9及图10。可将该至少一股气态加压流在经冷压缩机压缩 后于热侧或在另一低于主热交换器的热侧溫度的溫度水平上送入主热交换器进行冷却。
[0046] 若该经冷压缩机压缩的气态加压流的一部分在主热交换器内被加热和/或至少 部分被导出空气分离设备,则该方法亦能取得有益效果。相应的流例如可在包含吸附容器 的净化装置内用作再生气体,且为此处于特别有益的压力及溫度水平上。
[0047] 关于本发明的空气分离设备的特征与优点,请参阅前述优点。此种空气分离设备 具有主空气压缩机、主热交换器及蒸馈塔系统且适于在前述第一运行模式及前述第二运行 模式下运行,其中设置有用W在该第一运行模式下储存至少一产生于该蒸馈塔系统内的液 态空气产品并且在该第二运行模式下将该至少一在该第一运行模式下储存的液态空气产 品和/或至少一其他液态空气产品送入该蒸馈塔系统的装置。相应装置例如可包括手动转 换件或采用控制技术而构建的转换件。该空气分离设备具有冷压缩机。此外设置有用W在 该第二运行模式下将该至少一股气态加压流在低于主热交换器的热侧溫度的溫度水平上 送入该冷压缩机,在该冷压缩机内将该至少一股气态加压流自第一超压压力水平压缩至第 二超压压力水平,而后将该至少一股气态加压流在该第二压力水平上至少部分送入该蒸馈 塔系统的至少一个蒸馈塔的装置。 W48] 关于产生电能的本发明方法和本发明装置的特征与优点,亦请参阅前述内容。该 方法及该装置尤其可W是富氧燃烧法或IGCC法及相应装置。
[0049] 下面参照所附图式详细阐述本发明。
【附图说明】
[0050] 图1所示为非本发明的空气分离设备处于第一运行模式时的设备示意图;
[0051] 图2所示为图1所示的空气分离设备处于第二运行模式时的设备示意图;
[0052] 图3所示为依据本发明的一实施方式的空气分离设备处于第二运行模式时的设 备不意图;
[0053] 图4所示为依据本发明的一实施方式的空气分离设备处于第二运行模式时的设 备不意图;
[0054] 图5所示为依据本发明的一实施方式的空气分离设备处于第二运行模式时的设 备不意图; 阳化5] 图6所示为依据本发明的一实施方式的空气分离设备处于第二运行模式时的设 备示意图;
[0056] 图7所示为依据本发明的一实施方式的空气分离设备处于第二运行模式时的设 备示意图;
[0057] 图8所示为依据本发明的一实施方式的空气分离设备处于第二运行模式时的设 备示意图;
[0058] 图9所示为依据本发明的一实施方式的空气分离设备处于第二运行模式时,在该 空气分离设备中设置冷压缩机的可行方案的部分示意图;及
[0059] 图10所示为依据本发明的一实施方式的空气分离设备处于第二运行模式时,在 该空气分离设备中设置冷压缩机的可行方案的部分示意图。
【具体实施方式】
[0060] 对等组件在图式中具相同符号且不予重复说明W求简洁明了。
[0061] 图1至图10所示为部分相同的设备及其部件在不同运行模式下的图标,该等运行 模式区别主要在于多个阀口在相应管线内的位置,故液态流及气态流穿过不同设备部件。 阀口未予图示。但阻断管在线被打叉(-X-)。
[0062] 图1为非本发明的空气分离设备110的设备示意图。空气分离设备110在图1中 处于第一运行模式,此运行模式下无大量来自"外源"(例如储罐或空气液化设备)的液态 空气产品被送入该空气分离设备。图标第一运行模式例如用于在电价低廉或电能过剩时期 产生液态空气产品,其中该等液态空气产品储存于相应储罐并准备在图2所示的第二运行 模式下被送入空气分离设备110。其他运行模式亦可包括仅提供或主要提供气态空气产品。
[0063] 空气分离设备110的核屯、部件包括图中示意性示出的主空气压缩机10、主热交换 器20及蒸馈塔系统30,该蒸馈塔系统在图标实施例中构造成包含高压塔31、中压塔32与 低压塔的多塔系统,其中该低压塔具有第一区段38及第二区段33。此二区段通过一未采取 任何变压措施的气体管线k相连接,从而形成统一的蒸馈室,该蒸馈室在分离效果、压力及 溫度方面与一体式低压塔无异。
[0064] 高压塔31的顶部运行压力例如为5. 0至5. 5己,低压塔33的顶部运行压力例如 为1. 3至1. 4己。中压塔32的运行压力介于高压塔31的运行压力与低压塔33的运行压 力间。
[0065] 为了向蒸馈塔系统30或各塔提供相应的压缩空气,主空气压缩机10被构造成可 提供至少一第一压缩空气流a及一第二压缩空气流1。在此情况下,第一压缩空气流a的压 力水平为高压塔31的运行压力(故亦称"高压空气",HPAIR),第二压缩空气流1的压力水 平则为中压塔32的运行压力(故亦称"中压空气",MPAIR)。
[0066] 相应压缩空气流a及1的提供方式基本上是已知的,此处不再寶述。例如,主空气 压缩机10可通过过滤器吸入大气空气并将其多级压缩至上述压力。例如可于多级压缩终 点处提取第一压缩空气流a,于一中间位置处提取第二压缩空气流1。该空气可于压缩后在 直接接触冷却器内借助与冷却水进行间接热交换而冷却。该冷却水可由蒸发室冷却器和/ 或外源提供。该压缩冷却空气随后可在净化装置内被净化。该净化装置可具有一对装有合 适的吸附材料的容器。用富氮再生气体(此处指流V,相关描述见下)来使净化装置再生。
[0067] 在图示实施例中,第一压缩空气流a在前述压力水平上穿过主热交换器20的 通道21并于该处被冷却至接近露点。该继续用a标示的冷却压缩空气流在主热交换器 20下游一部分进入高压塔31,另一部分在装有富氧液体(见下)的浴蒸发器或浴冷凝器 度adkondensato;r)34内液化。该液化部分中的一部分被液态送入中压塔32,另一部分穿过 过冷器35并膨胀进入低压塔33。
[0068] 第二压缩空气流1 一部分穿过主热交换器20的通道24并于该处被冷却至接近露 点。另一部分则穿过一亦可整合于主热交换器20的热交换器组件44并在该处用于蒸发富 氧液态流n(见下)。两部分随后再度汇合并进入中压塔32。
[0069] 分别自高压塔31及中压塔32塔底提取氧富集液态流,其作为流h穿过过冷器35 并膨胀进入低压塔33。
[0070]自低压塔塔底提取富氧液态流i,该富氧液态流借助累36升高压力,经膨胀阀(未 标示符号)导入低压塔中间蒸发器37,在此与富氮流r(见下)相逆地部分蒸发并被导入 低压塔的第一区段38,在其塔底设置有低压塔塔底蒸发器39。在实施例中,两冷凝蒸发器 (低压塔中间蒸发器37及低压塔塔底蒸发器39)构造成降膜蒸发器。自氧塔38顶部获得 的液态及气态部分作为流k被部分回输至低压塔33。流出低压塔中间蒸发器37的蒸发室 的液体的另一部分作为回流液体被送往低压塔第一区段38。
[0071] 自低压塔38塔底提取液态富氧流并将其导入辅助冷凝器34,该辅助冷凝器构 造成包含液浴的冷凝蒸发器(浴蒸发器)。自辅助冷凝器34顶部提取气态富氧流m,该 气态富氧流在主热交换器20内被加热并被用来提供气态氧加压产品(gasf贫访niges Sauerstoff-Druckpro化kt)(在此用GOX标示)。自辅助冷凝器34塔底提取液态富氧流, 其一分流n在液态下被提高压力,在热交换器组件44内蒸发
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