空气分离系统及其空分冷箱系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及空气分离技术领域，尤其涉及一种用于空气分离的空分冷箱系统以及包括该空分冷箱系统的空气分离系统。
【背景技术】
[0002]由于珠光砂具有色白质轻，低密度、低导热系数、不燃烧、不霉烂、无毒无味、不腐蚀以及来源广的优点，其一直作为空气分离冷箱的保温材料使用。但采用珠光砂作为低温绝热材料，其存在吸水率高的缺陷。
[0003]人们发现，空气分离冷箱内的气体冷凝现象，通常在冷箱内的气体含氧量达15%左右时开始发生。而一旦冷箱内气体中氧含量达到20% (基本相当于空气中的含氧量)以上，则此时沿进过冷器前氮气管道外壁的气体冷凝现象肯定会发生。
[0004]因此，在现有的空气分离系统中通常采用自产污氮气作为密封气(保护气体)使用，但这又存在一些问题，例如当发生装置跳车或停车检修时，装置自身无法生产污氮气，导致冷箱内保冷用珠光砂的保护气体中断，从而容易导致珠光砂受潮，并影响其保冷效果，同时还会在开车后增加冷损。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型旨在提供一种利用深冷法(也称低温法)进行空气分离的空分冷箱系统以及包括该空分冷箱系统的空气分离系统，其即使是在装置发生跳车或停车检修时也能为冷箱提供密封气。
[0006]为了实现这一目的，根据本实用新型的一个方面，提供一种用于空气分离的空分冷箱系统，该空分冷箱系统包括至少一个空分冷箱装置，该空分冷箱装置包括用于分离空气的冷箱单元和为冷箱单元提供密封气的密封气供应单元，冷箱单元具有密封气入口、至少一个用于排出纯氮气的纯氮气出口和至少一个用于排出污氮气的污氮气出口，其中，密封气供应单元包括:第一密封气管线，其具有与其所属空分冷箱装置中的至少一个污氮气出口和/或至少一个纯氮气出口连接的第一管线入口，以及与密封气入口可开闭地连接的第一管线出口 ；以及第二密封气管线，其具有第二管线入口以及第二管线出口，其中，密封气入口选择性地与第一管线出口和/或第二管线出口连接。
[0007]本实用新型通过设置第二密封气管线，当空分冷箱装置正常运行并自产污氮气或纯氮气时，可通过使第一密封气管线与密封气入口连接以向装置内供应自产污氮气或纯氮气，而当空分冷箱装置因跳车或停车检修而无法自产污氮气时，可打开第二密封气管线来保证密封气的连续供应。
[0008]优选地，空分冷箱系统包括至少两个空分冷箱装置，第二密封气管线为与空分冷箱系统的至少两个空分冷箱装置中的纯氮气出口相连的纯氮气管线。从而，当系统的一个空分冷箱装置跳车或停车检修时可从该第二密封气管线来获取由别的空分冷箱装置生产的纯氮气，以保证密封气的供应。
[0009]进一步地，第二密封气管线为与空分冷箱系统的每个纯氮气出口相连的纯氮气总管线。从而，只要系统中的一个空分冷箱装置正常运行便能保证发生跳车或停车检修的空分冷箱装置的密封气供应。
[0010]供选择地或作为补充，第二密封气管线与氮气储罐或液氮储罐可开闭地流体连通。采用这种方式，当第二密封气管线仅与氮气储罐或液氮储罐连通时，第二密封气管线可供应来自氮气储罐的氮气或经过气液转化装置获自液氮储罐的氮气。而当第二密封气管线既与其它的至少一个空分冷箱装置的纯氮气出口可开闭连通(或者为纯氮气总管线)又与氮气储罐或液氮储罐可开闭连通的情况下，可在另外的空分冷箱装置正常运行并生产氮气的情况下使第二密封气管线与另外的纯氮气出口连通，以供应来自其它一个或多个空分冷箱装置的纯氮气，而当其它的空分冷箱装置也均停车而无法生产氮气时，可使第二密封气管线与氮气储罐或液氮储罐连通，以便连续地供应密封气。
[0011]可选地，第二密封气管线与至少一个其它空分冷箱装置的冷箱单元的纯氮气出口和/或污氮气出口直接相连。从而，可经由第二密封气管线直接从其它的至少一个空分冷箱装置的冷箱单元的纯氮气出口和/或污氮气出口供应密封气。
[0012]在一个具体实施方案中，冷箱单元包括:氧氮精馏冷箱，其具有上部、中部和下部，在上部上设置有第一纯氮气出口和第一污氮气出口 ；液氧栗冷箱;高压板式换热器冷箱，其具有第二纯氮气出口和第二污氮气出口 ；以及低压板式换热器冷箱，其中，第一管线入口与第一纯氮气出口、第一污氮气出口、第二纯氮气出口和第二污氮气出口中的至少一个相连。本实用新型提供了第一密封气管线的自产污氮气和纯氮气的来源的一个具体实施方案。
[0013]优选地，密封气供应单元还包括:连接在第一和第二密封气管线与冷箱单元之间的主管线;将主管线与高压板式换热器冷箱连接的第一支管线;将主管线与低压板式换热器冷箱连接的第二支管线;将主管线与氧氮精馏冷箱的上部连接的第三支管线;将主管线与氧氮精馏冷箱的中部连接的第四支管线;将主管线与氧氮精馏冷箱的下部连接的第五支管线;将主管线与液氧栗冷箱连接的第六支管线；设置在第一密封气管线上的第一密封气总阀；设置在第二密封气管线上的第二密封气总阀；设置在第一支管线上的高压板式换热器冷箱进口阀；设置在第二支管线上的低压板式换热器冷箱进口阀；设置在第三支管线上的氧氮精馏冷箱上部密封气进口阀；设置在第四支管线上的氧氮精馏冷箱中部密封气进口阀；设置在第五支管线上的氧氮精馏冷箱下部密封气进口阀；以及设置在第六支管线上的液氧栗冷箱密封气进口阀。在其中，各个密封气进口阀可均为减压阀。
[0014]在一个具体实施方案中，空分冷箱系统包括;两个空分冷箱装置。从而，两个空分冷箱装置同时运行，而当一个装置的冷箱单元停车时可从另一个装置的冷箱单元获得密封Ho
[0015]根据本实用新型的另一方面，提供一种包括上述的空分冷箱系统的空气分离系统。
[0016]本实用新型的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本申请后显见的，另一部分将在下文的【具体实施方式】中结合附图描述。
【附图说明】
[0017]以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施方案，其中:
[0018]图1是本实用新型的一个实施方案的空分冷箱装置的一部分的示意图。
[0019]在本实用新型中，相同的附图标记被用来表示相同的或相似的特征。
【具体实施方式】
[0020]现参考附图，详细说明本实用新型所公开装置的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本实用新型的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。
[0021]在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的装置中的方向。
[0022]在本实用新型中的术语“约”、“大约”、“基本”和“几乎”将会被本领域普通技术人员理解且将根据用到该术语的上下文在一定范围内变化。
[0023]在本实用新型中，术语“空气分离”或“空分”是指利用物理或者化学方法将将空气混合物各组进行分开，获得高纯氧气和高纯氮气以及一些稀有气体的过程。
[0024]在本实用新型中，“深冷法/低温法”的主要原理是:先将混合物空气通过压缩、膨胀和降温，直至空气