专利名称：低温分离空气的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及低温分离空气的方法和相应的设备。
背景技术：
此类方法经常被设计为双塔过程，其中尤其是将低压塔设置在高压塔上方。替代性地，低压塔和高压塔可以是用于空气分离的三塔或多塔体系的部件。除了氮-氧分离塔以外额外地还可以设置其他用于获得高纯度产物和/或其他空气组分特别是稀有气体的装置，例如获得氩和/或获得氪-氙的装置。术语“低压塔”和“高压塔”在此一般以通常的语言习惯使用。这些术语是指用于氮-氧分离的两个任意的分离塔，其中高压塔的工作压力高于低压塔的工作压力。在传统的双塔体系的情况下，其符合通常的语言习惯。例如在三塔体系中，“低压塔”既可以代表具有最低压力的塔，也可以代表中间压力的塔(通常称作中间压力塔)；“高压塔”是具有最高压力的塔，或者是中间压力的塔。所述双塔的两个塔的优选排列方式是所谓的“塔彼此上下”排列(重叠塔)，在此低压塔位于高压塔的顶部。该排列方式特别节省空间。更有价值的是，为了将液体(来自高压塔下部的粗制氧、来自高压塔上部的洗涤-LIN、任选来自高压塔中部位置的额外的流体等)从高压塔输送到低压塔(直接或经过氩部件)，不使用泵，只通过压力差(一般地，在高压塔中约为6巴，在低压塔中约为1. 5巴)输送液体。但是在更大(例如具有大于50，OOONmVh的氧产物或大于250，OOONmVh的原料空气)的装置的情况下，塔的大小导致该压力差不足以将液体送至低压塔的高度。在此情况下，为了输送液体，使用一个或多个额外的机械泵。但是，该方法具有严重的缺点。由于该额外的硬件组件，导致显著的额外成本。此外，整个空气分离装置的可用性和可靠性由于这些旋转且因此基本上易受干扰的机器而产生负面影响；旋转的机器的数量越多，则由于机器故障导致该装置失效的概率就越高。由此会损害总体规划的经济性。通常的技术方案在于，将所有的泵都安装在双层包装中。在此，只有一台泵正常运行，多余的第二台机器以无负载的方式同步运行(待机运行)，但是在第一台机器失效时可以立即取而代之并承担起所需的功能。虽然该方案改善了可用性，但是显著提高了装置的费用。
发明内容
因此，本发明是基于提供开始所述类型的方法的目的，其中可靠地将液体从高压塔输送至低压塔，并以此方式构成具有塔彼此上下排列的大的空气分离设备。该目的是通过使用第一液体喷射泵(Flilssigkeitsstrahlpumpe)以将第一流体从高压塔输送至低压塔中而解决的。代替机械泵还使用液体喷射泵。使用在设备中已经存在的高压流(节流流Drosselstrdme和内压缩流innenverdichtete Strome)来驱动液体喷射泵，因此不需要额外的机械泵。液体喷射泵不包括机械运动部件，因此特别地可靠且耐用。此外，液体喷射泵的成本明显低于机械泵，这是因为该设备相当简单，只包括少量的构件，并且例如不需要马达驱动。在本发明的范畴内，还可以使用两个或更多个液体喷射泵，以将第二流体和任选其他的流体从高压塔输送至低压塔中。此外，本发明还涉及低温分离空气的设备。
下面依照在附图中所图示的实施例更详细地阐述本发明以及本发明的其他细节。
具体实施例方式在图中没有显示出空气压缩装置、空气净化装置、主热交换器和中压涡轮机，通过其使一部分原料空气从高压减压至高压塔的压力；这些方法步骤以通常的方式构成。将来自主热交换器的气态空气I(GAP)导入设置在低压塔3下方的高压塔2中。可以使用一部分空气43以加热在用于获得氪-氙的装置35中的粗制-氪-氙塔。主冷凝器4即冷凝器-蒸发器位于两者之间，通过该主冷凝器以热交换的方式连接高压塔和低压塔。高压空气流5即焦耳-汤姆逊-空气(JL) (JT)处于比高压塔2明显更高的压力下，并在节流阀6和/或发生器涡轮机7中减压到约为高压塔的压力。经减压的绝大部分液态的高压空气流在本实施例中在高压塔与低压塔之间进行分配。第一部分经过管线8流至高压塔2的中部位置。其余部分流至低压塔的一个或多个中部位置是经过管线9和10 通过过冷-逆流管12和节流阀11，或者经过管线13和14、过冷-逆流管12和第一液体喷射泵15，其发挥该第一液体喷射泵的驱动流的作用。高压塔2的塔底液体16同样在过冷-逆流管12中进行过冷，并经过管线17流至第一液体喷射泵15，该第一液体喷射泵将其引至所需的压力，以达到低压塔的高度或者粗氩塔19的塔顶冷凝器18的蒸发室和纯氩塔21的塔顶冷凝器20的蒸发室的高度。高压塔-塔底馏份在此间接地经过来自塔顶冷凝器18、20的蒸汽组分22或液体组份23送至低压塔的中部位置。(作为图中所示的替代，该第一液体喷射泵15可以将一部分高压塔-塔底液体17直接送入低压塔3中；若不存在获得氩的装置，则甚至将所有的塔底馏份都直接导入低压塔中。)将来自主冷凝器4的液化室的液态氮M在氮泵25中引至高压，并且大部分经过管线沈流至主热交换器的冷端；在此使高压-氮蒸发或者(若该压力超临界则)伪蒸发， 加热至环境温度，并最终作为气态的高压产品而获得(所谓的内压缩)。在此，高压空气5 主要用作热源。所泵送的其余部分27用作第二液体喷射泵观中的驱动流，该第二液体喷射泵根据本发明将来自高压塔2的液态中间馏份四、30送入低压塔3中。在该实施例中， 第二液体喷射泵的驱动流27处于25巴的压力下，并将主流由5. 5巴引至6. 5巴。驱动流的摩尔量约为主流的三分之一。然后将混合的流送至低压塔的塔顶。获得氩的装置经过管线31、32与粗氩塔19和纯氩塔21相连接，经过管线33和34与用于获得氪-氙的装置35相连接。所述设备排出下列的产品或残余气体 从低压塔的塔顶经过过冷-逆流管12和主热交换器的不纯氮36 从低压塔2的塔底上方附近液态氧38和在流过主热交换器之后在氧泵(未示出)中经内压缩的气态氧39 来自管线沈的经内压缩的氮(参见上面的说明) 液氮 40 来自纯氩塔21的塔底的纯氩41 ；其中一部分可以任选经过管线42排出，并经过主热交换器作为气态的无压或者经内压缩的产品排出 氪-氙浓缩物(未示出)。
权利要求
1.在用于氮-氧分离的蒸馏塔体系中用于低温分离空气(1，5)的方法，该蒸馏塔体系具有高压塔( 和低压塔(3)，其中将第一流体(16，17 ；29)以液态从高压塔( 排出并导入02，23 ；30)低压塔(3)中，其特征在于，使用第一液体喷射泵(15 ；28)以将第一流体从高压塔输送至低压塔中。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，将第二流体以液态从高压塔排出并导入低压塔中，其中使用第二液体喷射泵以将第一流体从高压塔输送至低压塔中。
3.借助用于氮-氧分离的蒸馏塔体系用于低温分离空气(1，5)的设备，该蒸馏塔体系具有高压塔(2)和低压塔(3)，该设备具有用于将第一流体(16，17 ；29)以液态形式从高压塔( 排出并将其导入02，23 ；30)低压塔(3)中的第一输送装置，其特征在于，所述第一输送装置具有第一液体喷射泵(15 ；28)。
4.根据权利要求3的设备，该设备具有用于将第二流体以液态形式从高压塔( 排出并将其导入低压塔中的第二输送装置，其中所述第二输送装置具有第二液体喷射泵。
全文摘要
在用于氮-氧分离的蒸馏塔体系中用于低温分离空气(1，5)的方法和设备，该蒸馏塔体系具有高压塔(2)和低压塔(3)，其中将第一流体(16，17；29)以液态从高压塔(2)排出并导入(22，23；30)低压塔(3)中。使用第一液体喷射泵(15；28)以将第一流体从高压塔输送至低压塔中。
文档编号F25J3/04GK102564063SQ20111034912
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月7日 优先权日2010年11月9日
发明者A·阿列克谢耶夫 申请人:林德股份公司