一种物质储存及回收、储能装置及内压缩空分系统的制作方法

1.本实用新型属于空分技术领域，具体涉及一种物质储存及回收、储能装置及内压缩空分系统。


背景技术：

2.为了实现空分装置跨时间的能量调配，比如在谷电时期，多产低温液体产品，储存起来，然后在高峰时期电价高的时候，将谷电时期生产的这些液体产品通过液体泵加压后，经换热器复热后送出空分装置，这样，就可以降低高峰时段空分装置的空压机及增压机负荷，实现节能降耗的目的。但是，由于一般大型空分装置的主要产品是氧气，氧气在空气中的体积含量只有 20.95％，氮气的体积比例却高达78.12％。由于压缩机、增压机多变效率≤ 85％、膨胀机等熵效率≤88％，换热器冷端热端间必须要有一定温差，进精馏系统的氧组分提取率不可能达到100％等原因，如果大型空分在谷电时期想要比正常工况时多产大量液氧，以待高峰时期使用，每当打算增产1％空气气量的液氧，往往空压机的进气量增加比例远高于5％，而增压机增加的进气量比例更高，以维持系统冷量平衡，才能达成增产1％空气气量的液氧的目的，同时，污氮气的放空量也会随之大量增加，造成浪费。如果进一步不仅大量增加液氧，还同时按照氧氮产品比例大量增产液氮产品，以实现不同时间的能量调配，那么空压机和增压机的负荷都需要急剧增加，同时，由于进塔气量及回流液量增加，如果打算增产的液氧量、液氮量较多，那么很容易造成塔内填料或者塔盘的负荷接近于液泛而使的精馏塔无法操作，对于大中型空分装置(氧气产量≥30000nm3/h)来说，通常他们的精馏塔的操作上限仅为正常工况的105％。目前，按照大型空分每生产1nm3高压氧气的能耗通常为0.75～0.83kwh，而将1nm3氧气液化还额外需要0.6～0.65kwh 的实际能耗，加上空压机、增压机的负荷限制，及精馏塔塔径限制等原因，如果要大幅度增产液体产品则需将空压机、增压机、板翅式主换热器、精馏系统的设计余量大幅度提高，那么需要增加的设备投资也会迅速提升。如果常规流程的内压缩空分装置如果试图在谷电时期产液体产品，然后在高峰时期释能，到目前为止，已有不止一套空分装置进行过试验，但除非在峰谷电价差极其悬殊的地区外(如海南，广东珠三角地区，峰谷电价比≥4：1，且价差≥1.3元)，否则该种操作方法，很难产生明显经济效益，到目前为止，虽然分时电价政策已经执行许久，但仍几乎没人通过该种方法来实现降低内压缩空分装置的运行费用。
3.另外，液化空气储能(laes,liquid air energy storage)技术具有理论占地小，不受地形限制，能量密度高等特点，因此该技术曾经被众多业内专家及机构寄予厚望，希望该技术可以吸纳不稳定，且几乎都是间歇性的新能源发电装置(光伏、风力发电等)发出的电能，然后通过laes的发电装置稳定输出电能，以实现新能源发电稳定连续输出，成为电网的重要支撑部分，而不是因为难以调度造成弃电。但是由于气体压缩机效率限制、膨胀机效率限制、发电机效率限制、冷热物流是通过换热器间接换热，冷物流及热物流间必有一定温差、需要建立庞大而复杂的储冷器以实现储液及释能发生的时间不一致、储冷器，低温储罐，冷箱等低温设备不可避免存在环境热漏等诸多原因，造成能量在多次转化的过程中不
可避免地逐步受到损失，到目前为止，独立的非助燃型的液化空气储能(laes)技术，最终转换效率也仅有35～40％，加上释能装置工作时间仅占全天的几分之一，造成总成本中设备折旧费用占比高，其经济性仍无法进入实际商用领域，目前纯储能的laes系统仅有数个百千瓦和兆瓦级别的试验性装置在运行。此外，参照laes系统的思路，利用低温液体进行储能，有人发明了依托于内压缩空分装置的液化空气储能系统，其原理还是利用多消耗空压机、增压机的能量，以生产一定量的液氮，或者液空，并将这些低温液体收集起来储存在低温液体罐中，当需要释能时还是通过低温液体泵将低温液体加压，然后使用换热器与来自空压机或者增压机的进精馏系统的热气体进行换热，以回收低温液体的冷量，经复热后的高压液体变成高压气体后，继续进入冷箱外的换热器，在换热器中被温度较高的工业余热(出压缩机的高温冷却水，或者高温废水等)进一步加热然后去往气体膨胀机去发电。与上述的原因类似，在产液和释能时都同样存在着使用换热器进行换热而造成能量损失，加上被复热的被储存低温液体往往不再返回精馏系统，因此，也就造成了液空中的氧组分的损失，或者液氮不能利用成精馏塔的回流液，塔内液氮回流液减少造成了进塔氧气提取率的下降，并且由于内压缩空分装置所需要额外补充的冷量有一定限度，因此这种耦合了利用液化空气或液氮为介质的储能模块的内压缩空分装置的规模和功率还会一定限制，难以大型化，其实际经济性也就较差，基本上也跟独立的laes储能系统一样，到目前为止也鲜有示范性或者商业化的装置出现。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种内压缩空分系统的物质储存及回收、储能装置，解决现有技术存在的问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
6.一种物质储存及回收、储能装置，包括精馏系统、压缩膨胀机机组、板翅式主换热器，精馏系统包括空分上塔与空分下塔，还包括富氧液空储存罐与低温急冷混合塔，富氧液空储存罐入口与空分下塔出口通过第一管路连接，第一管路上设置液位调节阀，富氧液空储存罐出口与低温急冷混合塔入口通过第二管路连接，第二管路上设置增加泵，低温急冷混合塔入口还通过第三管路与压缩膨胀机机组出口连接，第三管路上设置第二阀门，低温急冷混合塔气体出口通过第四管路与空分下塔入口连接，板翅式主换热器出口通过第五管路与空分下塔入口连接，第四管路与第五管路交汇后与空分下塔入口连接，低温急冷混合塔塔底通过第八管路与空分下塔入口连接。
7.优选的，所述内压缩空分装置还包括富氧液空储存缓冲罐，富氧液空储存缓冲罐入口与空分下塔出口通过第六管路连接，第六管路上设置流量调节阀，富氧液空储存缓冲罐第一出口与富氧液空储存罐入口通过第七管路连接，液位调节阀设于第七管路上，富氧液空储存缓冲罐第二出口通过第九管路与空分上塔出口的第十管路混合后与板翅式主换热器入口连接。
8.优选的，所述富氧液空储存罐上方还有一出气管，富氧液空储存罐出口设于罐底。
9.优选的，所述低温急冷混合塔入口位于顶部。
10.优选的，所述富氧液空储存罐为常压平底罐。
11.优选的，所述低温急冷混合塔为规整填料塔。
12.优选的，所述富氧液空储存缓冲罐的操作压力大于空分上塔顶部操作压力小于空分下塔操作压力。。
13.优选的，所述富氧液空储存罐的操作压力为微正压。
14.一种内压缩空分系统，包括上述物质储存及回收、储能装置。
15.本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：
16.(ⅰ)本实施例的装置，谷电时期，打开液位调节阀关闭第二阀门，且增加泵不工作，此时通过富氧液空储存罐将空分下塔出口的富氧液空进行收集，在电价高峰时期，关闭液位调节阀打开第二阀门且增加泵开始工作，使储存的富氧液空进入低温急冷混合塔，此时，来自压缩膨胀机机组膨胀空气通过第三管路03进入低温急冷混合塔，富氧液空和膨胀空气接触被低温急冷混合塔内的过冷液体冷却，富氧液空中的氧浓度进一步提升，然后饱和的膨胀空气从低温急冷混合塔塔顶气体出口通过第四管路出塔后与板翅式主换热器出口第五管路的中压空气汇合后进入空分下塔塔釜，作为空分下塔上升气进入精馏系统，而剩余未被气化的富氧液空则从低温急冷混合塔塔底通过第八管路输送至空分下塔塔釜，有助于提升空分下塔塔釜中富氧液空的浓度，进一步的，增压机的进气量也可以随之降低，因此空压机、增压机的所需进气量减少，能耗降低，达到了节能降耗的目的，本实用新型只需在谷电时期与电价高峰时期通过控制液位调节阀与第二阀门开闭，能够轻松实现节能减耗的目的。
17.(ⅱ)本实用新型在产液期，抽取的是从空分下塔塔底出来的富氧液空，其氧含量高(氧组分摩尔含量可达35～38％)，相比耦合了储能功能的空分装置选择抽取液体膨胀机出口的液态空气(其氧含量仅为20.95％)，由于本实用新型储存低温液体的首要目的是储存氧组分时多消耗的能耗尽可能少，释能时回收氧组分时节省的能耗尽可能多，而储存富氧液空，由于其氧组分含量高，因此在谷电时期产液时所需的产液量就远少于储存液态空气，因此增压机的所需进气量就明显低于储存液态空气，从而减少了储存低温液体时的能耗，降低空分装置运行费用更多，经济效益更加明显。。
18.(ⅲ)本实用新型在产液期，抽取的是从空分下塔塔底出来的富氧液空，这样，在产液期所增加的精馏负荷集中在空分下塔，对空分上塔则影响较小，由于空分下塔操作压力远高于空分上塔，由于精馏系统来说，其设备运行的瓶颈一般来说在于空分上塔，精馏系统对于增加运行负荷的话，空分下塔的敏感度要低于上塔的敏感度，因此，选择在空分下塔塔底取液，其实现难度要低于在空分上塔富氧液空进料处的上一段填料底部取液，生产储存的富氧液空且需要增加的精馏单元设备余量更少，需要增加的设备投资费用更低，甚至不需要更改精馏单元的设备尺寸。
19.(ⅳ)在谷电产液时期，抽取的是从空分下塔塔底出来的富氧液空，这样，在维持氧气产品和中压氮气产品量不变的情况下，在产液期从空分下塔送到上塔的污氮液和纯液氮回流液就会增加(因为氧少了，这样氮就多了)，回流液中的氮组分增加有助于提高氧的提取率，降低装置能耗。
20.(
ⅴ
)当在电价高峰时期，进行释能及氧组分回收时，空压机，增压机，膨胀机降低负荷，这样，增压机和膨胀机所产生的冷量就大幅度减少，装置的冷量平衡不足部分就由从富氧液空储存罐回注到装置的低温富氧液空来提供，由于采用富氧液空直接与空分下塔进塔原料接触混合，不存在因为换热温差而造成的冷量损失，富氧液空中的冷量回收彻底。
21.(ⅵ)本实用新型采用富氧液空与膨胀机出口空气在低温急冷混合塔中接触混合，在低温急冷混合塔中，部分进塔原料进行了初步精馏，轻重组分进行了初步分离，这样就改善了进空分下塔物料的精馏状况，在释能和氧组分期，下塔塔顶的中压氮气和纯氮气的纯度会略微提升，同时也略微提升了氧提取率。
22.(ⅶ)本实用新型通过跨时间的物质储存、释能及物质回收，实现了空分装置的运行费用降低，平滑电网在峰平谷期的发电负荷，减少了新能源装置的弃电率，具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
23.图1是本实用新型的整体结构示意图；
24.图2是本实用新型的内压缩空分系统整体结构示意图。
25.图中各个标号的含义为：
26.1-压缩膨胀机机组，2-板翅式主换热器，3-空分上塔，4-空分下塔，5
‑ꢀ
富氧液空储存罐，6-低温急冷混合塔，7-增加泵，8-富氧液空储存缓冲罐， 9-过冷器，02-第二管路，03-第三管路，04-第四管路，05-第五管路，06-第六管路，07-第七管路，08-第八管路，09-第九管路，011-液位调节阀，033
‑ꢀ
第二阀门，066-流量调节阀，010-出气管，012-出气管。
27.以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
28.以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
29.本文中所提及到的方向性术语，如“底部”、“顶部”、“上”与“下”均与说明书附图中纸面上的具体方向或附图中所示空间的相应方向一致。
30.图中箭头方向表示物质的流通方向。
31.实施例：
32.一种物质储存及回收、储能装置，包括精馏塔、压缩膨胀机机组1、板翅式主换热器2，精馏塔包括空分上塔3与空分下塔4，还包括富氧液空储存罐5与低温急冷混合塔6，富氧液空储存罐5入口与空分下塔4出口通过第一管路连接，第一管路上设置液位调节阀011，富氧液空储存罐5出口与低温急冷混合塔6入口通过第二管路02连接，第二管路02上设置增加泵7，低温急冷混合塔6入口还通过第三管路03与压缩膨胀机机组1出口连接，第三管路03上设置第二阀门033，低温急冷混合塔6气体出口通过第四管路04与空分下塔4入口连接，板翅式主换热器2出口通过第五管路05与空分下塔入口4连接，第四管路04与第五管路05交汇后与空分下塔4入口连接，低温急冷混合塔6塔底通过第八管路08与空分下塔4入口连接，
33.本实施例的一种物质储存及回收、储能装置，所述的装置仅包括与该装置涉及到的设备，其他设备与常规的内压缩空分系统一致，其作用可由常规空分资料介绍，无需在此叙述。涉及到的设备有包括有空压机、增压机、板翅式主换热器、压缩-膨胀机机组、空分下塔、过冷器、富氧液空储存缓冲罐、富氧液空储存罐、增压泵、低温急冷混合塔、以及相应的阀门。
34.本实施例的装置，谷电时期，打开液位调节阀关闭第二阀门，且增加泵不工作，此
时通过富氧液空储存罐将空分下塔出口的富氧液空进行收集，在电价高峰时期，关闭液位调节阀打开第二阀门且增加泵开始工作，使储存的富氧液空进入低温急冷混合塔，此时，来自压缩膨胀机机组膨胀空气通过第三管路03进入低温急冷混合塔，富氧液空和膨胀空气接触被低温急冷混合塔内的过冷液体冷却，富氧液空中的氧浓度进一步提升，然后饱和的膨胀空气从低温急冷混合塔塔顶气体出口通过第四管路出塔后与板翅式主换热器出口第五管路的中压空气汇合后进入空分下塔塔釜，作为空分下塔上升气进入精馏系统，而剩余未被气化的富氧液空则从低温急冷混合塔塔底通过第八管路输送至空分下塔塔釜，有助于提升空分下塔塔釜中富氧液空的浓度，进一步的，增压机的进气量也可以随之降低，因此空压机、增压机的所需进气量减少，能耗降低，达到了节能降耗的目的，本实用新型只需在谷电时期与电价高峰时期通过控制液位调节阀与第二阀门开闭，能够轻松实现节能减耗的目的。
35.具体的，本实施例的装置，谷电时期，储存富氧液空，通过关闭第二阀门，增大空分装置的空压机、增压机以及膨胀机的负荷，增加进入空分系统的空气量，并生产富氧液空，打开液位调节阀通过第一管路将空分下塔产生的富氧液空输送至富氧液空储存罐5入口，富氧液空储存罐富氧液空进行储存，在电价高峰时期，液位调节阀关闭，打开第二管路上设置增压泵，将谷电时期生产并储存在富氧液空储存罐5中的富氧液空加压后输送至低温急冷混合塔，打开第二阀门033，压缩膨胀机机组的膨胀空气通过第三管路03 进入低温急冷混合塔，作为低温急冷混合塔上升气，低温的富氧液空和膨胀空气接触，膨胀空气会被低温急冷混合塔内温度更低的过冷液体进一步冷却，在上升气与洗涤液逆流接触的同时，富氧液空中的轻组分扩散至上升气中，而上升气中的氧氩等重组分也会扩散至往下流动的富氧液空中，使得富氧液空中的氧浓度进一步提升，然后饱和的膨胀空气从低温急冷混合塔塔顶气体出口通过第四管路04出塔后与板翅式主换热器2出口第五管路05的中压空气汇合后进入空分下塔塔釜，作为空分下塔上升气进入精馏系统，而剩余未被气化的富氧液空则从低温急冷混合塔塔底通过第八管路08输送至空分下塔塔釜，有助于提升空分下塔塔釜中富氧液空的浓度。由于增加了一股低温富氧物料，且富含氧组分，因此，可以减少空压机吸入空气量，而增压机和压缩膨胀机机组也无需像正常工况那样制造那么多冷量，因为低温富氧物料可以给空分装置补充部分冷量而使装置冷量平衡，因此增压机的进气量也可以随之降低，因此空压机、增压机的所需进气量减少，能耗降低，达到了节能降耗的目的，其次低温急冷混合塔中富氧液空与膨胀空气进行了初步精馏，轻重组分进行了初步分离，改善了进入空分下塔物料的上升气的规格：既提升了上升气中的氮浓度，也提升了空分下塔塔釜富氧液空中的氧浓度，使得空分下塔精馏状态比起正常工况来说更为改善，这就增加了精馏效率，使得氧提取率得以提升，在精馏系统中富氧液空中的绝大部分氧组分经精馏后进入纯液氧纯度≥99.6％产品中，最后被液氧泵升压后送入板翅式主换热器经复热后成为高压氧产品送出冷箱外，也就完成了被储存的富氧液空的高效回收，及能量的跨时空储存及利用的过程。
36.其中，本实施例中的空分下塔是利用上塔传来的冷量，用于生产中压氮气产品，液氮产品，同时给空分下塔及空分上塔提供液氮回流液，兼给空分上塔提供污氮回流液、液空回流液、富氧液空回流液的装置，目前大多空分下塔采用规整填料作为传质设备，也有使用塔盘作为传质设备的；过冷器，是利用污氮气、低压氮气的冷量，将空分下塔送往空分上塔
的回流液尽可能冷却，减少降压后回流液的闪蒸量，以提高氧组分的提取率；富氧液空储存罐，设有顶部液体入口，顶部气体放空口上设置出气管，底部液体出口，设备形式建议与常规常压平底液氧罐相同，用来储存在谷电期多消耗电量生产的富氧液空低温液体；增压泵，其作用是将富氧液空储存罐内储存的富氧液空，在高峰时段或平电期电价较高时，将储存的低温富氧液空反注回空分系统，其泵的出口压力，需略高于液体膨胀机的出口压力。
37.低温急冷混合塔，设置有顶部液体入口，底部气体入口，顶部气体出口，底部液体出口，塔内件种类采用规整填料，本实施例中填料高度为1～1.5m，亦可采用板式塔，本实施例中塔板数为3～4，其作用是让膨胀空气与富氧液空进行初步的混合及精馏，以改善进空分下塔部分物料的精馏规格。
38.所述的压缩-膨胀机机组，从增压机中段级间抽出的次高压空气，在板翅式主换热器中间抽出后，进入压缩-膨胀机机组的膨胀端入口，在膨胀端内次高压空气膨胀推动膨胀机叶轮消耗气体内能，次高压空气压力下降的同时温度也迅速下降，给正常运行的空分系统提供大部分冷量，膨胀端通过连轴带动压缩端，压缩端将来自增压机末级出口的高压空气再进一步压缩，高压空气从压缩端出去后进入板翅式主换热器的高压空气入口，当谷电时期需要生产富氧液空时，压缩-膨胀机机组的进气量根据冷量需求进行相应的增大，当高峰时期将富氧液空反注入空分系统时，压缩-膨胀机机组也根据保持冷量平衡其进气量随之减少。
39.空分装置的增压机，其作用是生产高压空气和次高压空气，高压空气用于蒸发高压液氧，次高压空气是给空分系统作为膨胀空气制造冷量，高压空气及高压液氧的单位焓值相比常压空气和常压液氧来说降低，因此需要通过增压机来消耗能量，提高空气压力来匹配高压液氧的冷量，当谷电时期需要生产富氧液空时，增压机的进气量根据冷量需求进行相应的增大，当高峰时期将富氧液空反注入空分系统时，增压机也根据保持冷量平衡其进气量随之减少。
40.板翅式主换热器，其作用是将进出冷箱的物流进行换热，进冷箱的中压空气，次高压空气，高压空气这些热物流被冷却，出冷箱的高压氧气，中压氮气，污氮气，低压氮气等这些冷物流等则被回收其中冷量，变成常温气体。
41.空分装置的空压机，其作用是把吸入空气加工成中压空气，中压空气需满足在经过设备压降和管路压降后，在空分下塔顶部的中压氮气与上塔底部的液氧间的温差还可以满足冷凝-蒸发器所需的传热温差。
42.作为本实施例的一种优选方案，所述内压缩空分装置还包括富氧液空储存缓冲罐8，
43.富氧液空储存缓冲罐8入口与空分下塔4出口通过第六管路06连接，第六管路06上设置流量调节阀066，富氧液空储存缓冲罐8第一出口与富氧液空储存罐5入口通过第七管路07连接，液位调节阀011设于第七管路 07上，富氧液空储存缓冲罐8第二出口与空分上塔3出口管路混合口通过第九管路09与板翅式主换热器2入口连接。
44.所述的富氧液空储存缓冲罐，设有中间液体入口，第二出口为顶部气体出口，第一出口为底部液体出口，是用来接收从空分下塔塔底出来的一部分富氧液空液体，其作用是通过设置压力合适的缓冲罐，以使得减压后闪蒸的闪蒸气的冷量得以回收，进缓冲罐的富氧液空流量由进罐前的流量调节阀控制，流量调节阀后的设定压力略高于污氮气的压力，
富氧液空经减压后，部分轻组分闪蒸出来，闪蒸气组成接近于污氮气，因此出缓冲罐顶的闪蒸气与出过冷器的污氮气混合，未闪蒸的富氧液空从缓冲罐底流出，在富氧液空储存缓冲罐液位调节阀的控制下，去往富氧液空储存罐。
45.其中，通过设置富氧液空储存缓冲罐8，打开流量调节阀066，空分下塔4出口的富氧液空首先通过第六管路06进入富氧液空储存缓冲罐8，富氧液空储存缓冲罐设定的操作压力较低，略高于空分上塔塔顶操作压力，而富氧液空因为压力降低而有少量轻组分以氮气为主，其组成接近于污氮气闪蒸，闪蒸气通过富氧液空储存缓冲罐8第二出口与空分上塔3出口管路混合口通过第九管路09与板翅式主换热器2入口连接去往污氮管道与污氮汇合，实现闪蒸气的回收，剩余未闪蒸的富氧液空液体通过第七管路07进入富氧液空储存罐5进行储存，通过采用设置低压富氧液空储存缓冲罐的形式，通过预先闪蒸，减少进入富氧液空储存罐的富氧液空的闪蒸量，同时，在低压富氧液空储存缓冲罐中的闪蒸气由于压力略高于出空分上塔的污氮气，因此可以和污氮气汇合，并通过进入板翅式主换热器中的污氮通道，回收闪蒸气中的冷量，设置低压富氧液空储存缓冲罐的投资费用要低于设置新的过冷器或者增加过冷器的通道投资，且不消耗污氮气的冷量以免影响纯液氮、污液氮、液态空气回流液的过冷度，以致影响空分上塔中氧的提取率。
46.作为本实施例的一种优选方案，所述富氧液空储存罐5上方还有一出气管010，富氧液空储存罐5出口设于罐底。
47.其中，低温饱和富氧液空在进入微正压的富氧液空储存罐时，仍会有少量轻组分闪蒸出来，少量的闪蒸气在此不再回收，而是通过出气管010放空处理，未闪蒸的富氧液空则储存在富氧液空储存罐内。
48.作为本实施例的一种优选方案，所述低温急冷混合塔6入口为两个，其中，第二管路02连接的入口位于顶部，与第三管路03连接的入口位于底部。
49.其中，采用本实施例的设置，这样进入低温急冷混合塔的低温富氧液空与膨胀空气在塔内件的作用下逆流接触，接触更充分。
50.作为本实施例的一种优选方案，所述富氧液空储存罐5为常压平底罐。
51.其中，采用常压平底罐能够减低系统冷量损失。
52.作为本实施例的一种优选方案，所述低温急冷混合塔6为规整填料塔。
53.作为本实施例的一种优选方案，所述富氧液空储存缓冲罐的操作压力较低，为大于空分上塔塔顶操作压力，小于空分下塔的操作压力，本实施例中的富氧液空储存缓冲罐的操作压力为40kpag。
54.作为本实施例的一种优选方案，所述富氧液空储存罐5的操作压力为微正压。本实施例中富氧液空储存罐5的操作压力5kpag。
55.本实施例中，下面以具体数据证明该装置的经济效能。
56.本例计划给一套正常时产品规格要求为气氧产量60000nm3/h，氧气压力为5.2mpag出空分界区，下同，液氧产量1000nm3/h，中压氮气产量为 25000nm3/h，氮气压力为0.35mpag，液氮产量400nm3/h，仪表空气的产量为9000nm3/h，仪表空气压力为0.9mpag的内压缩空分装置配备在谷电时产能为6000nm3/h富氧液空的储存系统，然后在谷电期通过多消耗空压机，增压机功耗，生产富氧液空然后储存起来，然后在高峰时段将这部分富氧液空反注回空分系统，反注的流量也是6000nm3/h富氧液空，下表为正常运行时、低谷时期产液
时、高峰时期释能时，这三种不同时期空分系统各设备的消耗数据统计：
57.表一正常运行工况，储能工况、释能工况空分装置的能耗对比
[0058][0059]
[0060][0061]
因此，以江苏地区2022年7月份的大工业电价政策为例，江苏地区大工业用电为高峰时段为8-11点、17-22点。平时期为11-17点和22-24点。低谷时段为0-8点，其中大中型空分装置用电一般来自35kv～110kv的变电站，在此取110kv等级电压，该等级电压对应分时电价为：
[0062]
高峰时段是1.0259元/kwh，平时段是0.5966元/kwh，低谷时段是0.2497 元/kwh。
[0063]
每吨循环冷却水的电耗约0.3kw，蒸发飘散率2.5％，每吨工业用水8 元，3种工况各工作8小时进行计算，该空分装置全天的成本开支为：表二正常运行工况，储能工况、释能工况空分系统的公用工程成本支出
[0064][0065]
注一：加上循环冷却水站电耗，及扣除液体膨胀机发电量
[0066]
因此由上表可知，配备有产富氧液空量为6000n/h的储能装置后这套空分装置的每天公用工程开支为604589.6元/天，
[0067]
如该套空分系统不配备储能装置，每天的公用工程开支为626551.3元/ 天，则采用10％氧气产量的富氧液空作为介质的储能装置后，该套系统每天可节省21961.7元/天，按照空分系统年均运行时间8400小时计算，则每年可节约成本支出768.66万元。如果考虑将本系统的储能容量进一步继续扩大，将释能功率增大或者释能时段全部覆盖电价高峰时期和平价时期，则预计收益率会进一步上升。
[0068]
由上述数据可知，采用富氧液空作为介质的一种内压缩空分系统的物质储存及回收、储能装置，可以通过电价低谷时期进行物质储存及储能，然后在电价高峰时期释能及回收有效组分，有效降低内压缩流程的空分系统的运行成本费用。