一种利用LNG冷能的空分装置的制作方法

一种利用lng冷能的空分装置
技术领域
1.本实用新型涉及空分装置技术领域，特别是一种利用lng冷能的空分装置。


背景技术：

2.lng（液化天然气）具有低温的特性，其温度一般在零下160摄氏度左右，lng通常要气化后应用，在此过程中会产生大量的冷能，因此lng冷能需要得到较好的开发和利用，其利用方式包括了空气分离、低温粉碎、干冰制造、发电等。传统空气分离工艺中液化空气所需要的冷能是利用制冷机和组合膨胀机产生的，而lng冷能空分装置可以直接利用lng 的冷能，不需要额外的制冷设备。因此，利用lng的冷能进行空气分离相比传统工艺，不仅可以减少投资、简化工艺流程，还可以节省大量电能降低生产成本。现有的空分装置的进气部位存在空气未经过滤含杂质较多的问题，出气存储部位存在储气装备不充足的问题，现有的利用lng冷能的空分装置存在制冷状态不稳定或冷能储备不充分的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在解决的技术问题是：针对上述存在的技术不足，提供一种利用lng冷能的空分装置，采用高精密空气过滤器连有螺杆式空压机，螺杆式空压机连有空气储罐，空气储罐连有空气净化装置，空气净化装置连有热交换装置，热交换装置连有三组气化装置，三组气化装置分别连有三组lng制冷装置，热交换装置连有双极精馏装置，双极精馏装置连有第一氮气储罐、第二氮气储罐、第一氧气储罐、第二氧气储罐的结构。实现了空气含杂质较少，lng冷能储备充足，分离后的氮气和氧气灌装及时的功能。解决了空气中杂质较多影响分离效果，lng冷能补充不及时影响制冷效果，分离后的氮气和氧气分装不及时的问题。
4.本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种利用lng冷能的空分装置，包括高精密空气过滤器、螺杆式空压机、空气储罐、空气净化装置、热交换装置、第一lng制冷装置、第一气化装置、第二lng制冷装置、第二气化装置、第三lng制冷装置、第三气化装置、双极精馏装置、第一氮气储罐、第二氮气储罐、第一氧气储罐、第二氧气储罐，所述高精密空气过滤器的前端连接有螺杆式空压机，所述螺杆式空压机的前端连接有空气储罐，所述空气储罐的前端连接有空气净化装置，所述空气净化装置的前端连接有热交换装置，所述空气净化装置与热交换装置的侧壁顶端相连，所述热交换装置的尾端分别连接有第一气化装置、第二气化装置、第三气化装置，所述第一气化装置、第二气化装置、第三气化装置分别与第一lng制冷装置、第二lng制冷装置、第三lng制冷装置相连，所述热交换装置的侧壁底端连接有双极精馏装置，所述双极精馏装置的顶部分别连接有第一氮气储罐和第二氮气储罐，所述双极精馏装置的侧壁分别连接有第一氧气储罐和第二氧气储罐。
5.进一步优化本技术方案，所述第一lng制冷装置包括第一lng储罐、第一lng传输管道、第一lng电磁阀，所述第一气化装置包括第一气化器、第一气化管道、第一气化电磁阀，所述第一lng传输管道的一端连接有第一lng储罐，所述第一lng传输管道的另一端连接有
第一气化器，所述第一lng传输管道上设置有第一lng电磁阀，所述第一气化管道的一端连接有第一气化器，所述第一气化管道的另一端连接有热交换装置，所述第一气化管道上设置有第一气化电磁阀。
6.进一步优化本技术方案，所述第二lng制冷装置包括第二lng储罐、第二lng传输管道、第二lng电磁阀，所述第二气化装置包括第二气化器、第二气化管道、第二气化电磁阀，所述第二lng传输管道的一端连接有第二lng储罐，所述第二lng传输管道的另一端连接有第二气化器，所述第二lng传输管道上设置有第二lng电磁阀，所述第二气化管道的一端连接有第二气化器，所述第二气化管道的另一端连接有热交换装置，所述第二气化管道上设置有第二气化电磁阀。
7.进一步优化本技术方案，所述第三lng制冷装置包括第三lng储罐、第三lng传输管道、第三lng电磁阀，所述第三气化装置包括第三气化器、第三气化管道、第三气化电磁阀，所述第三lng传输管道的一端连接有第三lng储罐，所述第三lng传输管道的另一端连接有第三气化器，所述第三lng传输管道上设置有第三lng电磁阀，所述第三气化管道的一端连接有第三气化器，所述第三气化管道的另一端连接有热交换装置，所述第三气化管道上设置有第三气化电磁阀。
8.进一步优化本技术方案，所述第一氮气储罐包括第一氮罐本体、第一氮气传输管、第一氮气电磁阀，所述第二氮气储罐包括第二氮罐本体、第二氮气传输管、第二氮气电磁阀，所述双极精馏装置的顶壁分别连接有第一氮气传输管和第二氮气传输管，所述第一氮气传输管和第二氮气传输管远离双极精馏装置的一端分别连接有第一氮罐本体和第二氮罐本体，所述第一氮气传输管上设置有第一氮气电磁阀，所述第二氮气传输管上设置有第二氮气电磁阀。
9.进一步优化本技术方案，所述第一氧气储罐包括第一氧罐本体、第一氧气传输管、第一氧气电磁阀，所述第二氧气储罐包括第二氧罐本体、第二氧气传输管、第二氧气电磁阀，所述双极精馏装置的侧壁分别连接有第一氧气传输管和第二氧气传输管，所述第一氧气传输管和第二氧气传输管远离双极精馏装置的一端分别连接第一氧罐本体和第二氧罐本体，所述第一氧气传输管上设置有第一氧气电磁阀，所述第二氧气传输管上设置有第二氧气电磁阀。
10.与现有技术相比本实用新型的有益效果是：1、通过设置高精密空气过滤器，将待分离的空气进行初步过滤，提高分离效率和分离效果；2、通过设置三组lng制冷装置和气化装置，同时设置三组制冷和气化装置能够确保lng冷能充足，保障制冷效果；3、通过设置两组氮气储罐和两组氧气储罐，通过设置两组储罐提高储备效率，避免分装不及时。
附图说明
11.图1是一种利用lng冷能的空分装置的结构示意图。
12.图2是一种利用lng冷能的空分装置的结构示意图的俯视图。
13.图3是一种利用lng冷能的空分装置的第一lng制冷装置、第一气化装置、第二lng制冷装置、第二气化装置、第三lng制冷装置、第三气化装置的结构示意图。
14.图4是一种利用lng冷能的空分装置的第一氮气储罐、第二氮气储罐、第一氧气储罐、第二氧气储罐的结构示意图。
15.图中:1、高精密空气过滤器；2、螺杆式空压机；3、空气储罐；4、空气净化装置；5、热交换装置；6、第一lng制冷装置；7、第一气化装置；8、第二lng制冷装置；9、第二气化装置；10、第三lng制冷装置；11、第三气化装置；12、双极精馏装置；13、第一氮气储罐；14、第二氮气储罐；15、第一氧气储罐；16、第二氧气储罐；601、第一lng储罐；602、第一lng传输管道；603、第一lng电磁阀；701、第一气化器；702、第一气化管道；703、第一气化电磁阀；801、第二lng储罐；802、第二lng传输管道；803、第二lng电磁阀；901、第二气化器；902、第二气化管道；903、第二气化电磁阀；1001、第三lng储罐；1002、第三lng传输管道；1003、第三lng电磁阀；1101、第三气化器；1102、第三气化管道；1103、第三气化电磁阀；1301、第一氮罐本体；1302、第一氮气传输管；1303、第一氮气电磁阀；1401、第二氮罐本体；1402、第二氮气传输管；1403、第二氮气电磁阀；1501、第一氧罐本体；1502、第一氧气传输管；1503、第一氧气电磁阀；1601、第二氧罐本体；1602、第二氧气传输管；1603、第二氧气电磁阀。
具体实施方式
16.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆实用新型的概念。
17.结合图1-4所示，具体结构为包括高精密空气过滤器1、螺杆式空压机2、空气储罐3、空气净化装置4、热交换装置5、第一lng制冷装置6、第一气化装置7、第二lng制冷装置8、第二气化装置9、第三lng制冷装置10、第三气化装置11、双极精馏装置12、第一氮气储罐13、第二氮气储罐14、第一氧气储罐15、第二氧气储罐16，所述高精密空气过滤器1的前端连接有螺杆式空压机2，所述螺杆式空压机2的前端连接有空气储罐3，所述空气储罐3的前端连接有空气净化装置4，所述空气净化装置4的前端连接有热交换装置5，所述空气净化装置4与热交换装置5的侧壁顶端相连，所述热交换装置5的尾端分别连接有第一气化装置7、第二气化装置9、第三气化装置11，所述第一气化装置7、第二气化装置9、第三气化装置11分别与第一lng制冷装置6、第二lng制冷装置8、第三lng制冷装置10相连，所述热交换装置5的侧壁底端连接有双极精馏装置12，所述双极精馏装置12的顶部分别连接有第一氮气储罐13和第二氮气储罐14，所述双极精馏装置12的侧壁分别连接有第一氧气储罐15和第二氧气储罐16。
18.优选地，所述第一lng制冷装置6包括第一lng储罐601、第一lng传输管道602、第一lng电磁阀603，所述第一气化装置7包括第一气化器701、第一气化管道702、第一气化电磁阀703，所述第一lng传输管道602的一端连接有第一lng储罐601，所述第一lng传输管道602的另一端连接有第一气化器701，所述第一lng传输管道602上设置有第一lng电磁阀603，所述第一气化管道702的一端连接有第一气化器701，所述第一气化管道702的另一端连接有热交换装置5，所述第一气化管道702上设置有第一气化电磁阀703。
19.优选地，所述第二lng制冷装置8包括第二lng储罐801、第二lng传输管道802、第二lng电磁阀803，所述第二气化装置9包括第二气化器901、第二气化管道902、第二气化电磁阀903，所述第二lng传输管道802的一端连接有第二lng储罐801，所述第二lng传输管道802的另一端连接有第二气化器901，所述第二lng传输管道802上设置有第二lng电磁阀803，所
述第二气化管道902的一端连接有第二气化器901，所述第二气化管道902的另一端连接有热交换装置5，所述第二气化管道902上设置有第二气化电磁阀903。
20.优选地，所述第三lng制冷装置10包括第三lng储罐1001、第三lng传输管道1002、第三lng电磁阀1003，所述第三气化装置11包括第三气化器1101、第三气化管道1102、第三气化电磁阀1103，所述第三lng传输管道1002的一端连接有第三lng储罐1001，所述第三lng传输管道1002的另一端连接有第三气化器1101，所述第三lng传输管道1002上设置有第三lng电磁阀1003，所述第三气化管道1102的一端连接有第三气化器1101，所述第三气化管道1102的另一端连接有热交换装置5，所述第三气化管道1102上设置有第三气化电磁阀1103。
21.优选地，所述第一氮气储罐13包括第一氮罐本体1301、第一氮气传输管1302、第一氮气电磁阀1303，所述第二氮气储罐14包括第二氮罐本体1401、第二氮气传输管1402、第二氮气电磁阀1403，所述双极精馏装置12的顶壁分别连接有第一氮气传输管1302和第二氮气传输管1402，所述第一氮气传输管1302和第二氮气传输管1402远离双极精馏装置12的一端分别连接有第一氮罐本体1301和第二氮罐本体1401，所述第一氮气传输管1302上设置有第一氮气电磁阀1303，所述第二氮气传输管1402上设置有第二氮气电磁阀1403。
22.优选地，所述第一氧气储罐15包括第一氧罐本体1501、第一氧气传输管1502、第一氧气电磁阀1503，所述第二氧气储罐16包括第二氧罐本体1601、第二氧气传输管1602、第二氧气电磁阀1603，所述双极精馏装置12的侧壁分别连接有第一氧气传输管1502和第二氧气传输管1602，所述第一氧气传输管1502和第二氧气传输管1602远离双极精馏装置12的一端分别连接第一氧罐本体1501和第二氧罐本体1601，所述第一氧气传输管1502上设置有第一氧气电磁阀1503，所述第二氧气传输管1602上设置有第二氧气电磁阀1603。
23.使用时，结合图1-4所示，空气中的主要成分是氧气和氮气，利用氧气和氮气的沸点不同，从空气中制备氧气和氮气，空气经过高精密空气过滤器1过滤掉空气内的灰尘、粉尘、颗粒物等杂质，初步过滤后的空气经过螺杆式空压机2进入到空气储罐3内，随后经过空气净化装置4，去除空气中的二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质，空气通过二次净化后第一lng制冷装置6、第一气化装置7、第二lng制冷装置8、第二气化装置9、第三lng制冷装置10、第三气化装置11相配合对空气进行冷却，使之成为液态空气，最后在双极精馏装置12中把液态空气多次蒸发和冷凝，将氧气和氮气分离开来，得到纯氧和纯氮并注入第一氮气储罐13、第二氮气储罐14、第一氧气储罐15、第二氧气储罐16。其中，高精密空气过滤器1可以对空气进行初步过滤，提高空气净化效率和空气净化质量。三组lng制冷装置和气化装置装置的配合可以通过储备形式确保冷能充足，避免lng冷能供应不及时影响空气分离工作，第一lng制冷装置6与第一气化装置7之间设置的第一lng电磁阀603，第二lng制冷装置8和第二气化装置9之间设置的第二lng电磁阀803，第三lng制冷装置10和第三气化装置11之间设置的第三lng电磁阀1003，第一气化装置7和热交换装置5之间设置的第一气化电磁阀703，第二气化装置9和热交换装置5之间设置的第二气化电磁阀903，第三气化装置11和热交换装置5之间设置的第三气化电磁阀1103可以对使用哪个lng储罐内的冷能进行控制，确保冷却工作的进行。两组氮气储罐和两组氧气储罐可以确保分离后纯氧和纯氮能够及时分装，为后续储备或运输做准备，第一氮气电磁阀1303和第二氮气电磁阀1403可以对氮气输送进行控制，第一氧气电磁阀1503和第二氧气电磁阀1603可以对氧气输送进行控制。
24.应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。