空气分离系统的制作方法

本技术涉及空气分离，尤其涉及空气分离系统。

背景技术：

1、在使用高温固相法制备锂离子电池正极材料的过程中，通常使用通有氧气的窑炉对物料进行烧结，使物料与氧气发生反应以制得锂离子电池正极材料。空气主要包括氧、氮、氩等成分，其中氧气约占空气的21％，是较为廉价的制氧原料。因此，常使用空气分离系统向窑炉内不断地、大量地供应氧气，以确保反应的充分进行。

2、空气分离系统一般采用空气过滤器去除空气中的灰尘和其它颗粒杂质，然后通过空气压缩机对空气进行压缩后进入空气冷却塔以冷却空气，并使冷却后的空气进入分子筛吸附器内去除空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分，最后经换热、膨胀后进入精馏塔内进行精馏分离得到氧气和氮气，将氧气传送至车间窑炉参与反应，氮气则另行处理。

3、但在现有的空气分离过程中，当空气压缩机发生故障时，需要人工进行故障排查，再手动替换空气压缩机，操作不便，并且会影响空气分离系统的供气稳定，影响作业效率；同时，且随着空气分离过程的不断进行，用于冷却的循环水会不断被消耗，需要人工进行水量排查并进行补水，增加了操作人员的劳动强度，并且存在循环水过少而影响空气分离效果和效率的风险。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供空气分离系统，能在空气分离过程中实现稳定、可靠的供气以及冷却水的及时补充，从而提高空气分离系统的操作弹性和运行安全性。

2、为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、空气分离系统，包括：

4、纯化机构，包括至少两个空气压缩机和空气处理组件，每个所述空气压缩机的一端均对应连接有空气过滤器以输入空气，所述空气压缩机的另一端通过空气管路连接所述空气处理组件，所述空气管路上设有用以检测压力值的压力检测件，所述压力检测件与所述空气压缩机电连接，以使所述空气压缩机能根据所述压力值选择性地自动开启或关闭；

5、循环水机构，包括供水组件和补水组件，所述补水组件包括储水件和流量检测件，所述供水组件通过循环水管路分别连通所述储水件和所述空气处理组件，以能为所述空气处理组件提供冷却水，所述流量检测件连接所述供水组件并与所述储水件电连接，以检测所述供水组件的水量值，使所述储水件能根据所述水量值选择性地为所述供水组件补水；

6、换热机构，与所述空气处理组件连接，能对所述空气管路进行温度调节；

7、精馏机构，与所述换热机构连通，以将所述空气分离为液氧、氮气和污氮气。

8、可选地，所述循环水机构中还包括若干个水泵组，所述水泵组连接于循环水管路上，每个所述水泵组包括至少两个水泵，以能够稳定为所述空气处理组件供水。

9、可选地，所述空气处理组件包括相连通的空气冷却塔和分子筛吸附器，所述空气由所述空气压缩机输出，经所述空气冷却塔冷却后通入所述分子筛吸附器，以吸附去除所述空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分。

10、可选地，所述换热机构包括换热器和液氧蒸发器，所述精馏机构包括精馏塔，所述换热器分别连接所述分子筛吸附器和所述液氧蒸发器，经吸附去除的所述空气的第一路依次经过所述换热器和所述液氧蒸发器，使所述空气的温度降低至第一预设温度后通入所述精馏塔的下塔以进行精馏。

11、可选地，经吸附去除的所述空气的第二路通过所述换热器，使所述空气的温度降温至第二预设温度后，直接连通所述下塔以进行精馏。

12、可选地，所述换热机构还包括相连接的透平增压膨胀机和后冷却器，所述透平增压膨胀机包括相连接的增压端和膨胀端，经吸附去除的所述空气的第三路依次经过所述增压端、所述后冷却器、所述换热器和所述膨胀端以逐级降温至第三预设温度后，连通所述精馏塔的上塔，以为所述精馏塔的上塔提供冷量。

13、可选地，所述循环水机构还包括氮水冷却塔，经精馏产生的所述氮气的第一路经所述换热器后连通所述氮水冷却塔，以对水进行冷却；所述氮气的第二路连通氮气用气端。

14、可选地，经精馏产生的所述污氮气的第一路经所述换热器后，连通所述氮水冷却塔，以对水进行冷却。

15、可选地，经精馏产生的所述污氮气的第二路经所述换热器后，依次连通电加热器和所述分子筛吸附器，以对所述分子筛吸附器进行再生。

16、可选地，经精馏产生的所述液氧依次经过所述液氧蒸发器和所述换热器换热后形成氧气，连通至氧气用气端。

17、有益效果：

18、本实用新型提供的空气分离系统，通过在纯化机构中的空气处理组件前端设置至少两个空气压缩机，并且每个空气压缩机均对应连接有空气过滤器，实现空气分离系统的输入端并联设置的方式，以提高系统的操作弹性；并且，在空气管路上设置压力检测件，以对空气管路的内部压力进行检测，使一个或者多个空气压缩机能根据压力值选择性地自动开启或关闭，从而保障系统中的供气稳定、充足，减少人工操作；在循环水机构中设置补水组件，通过与储水件电连接的流量检测件检测供水组件的水量值，使储水件能根据水量值选择性地通过循环水管路为供水组件自动补水，降低补水时劳动强度的同时，也能保证系统中的冷却水得到及时、足量的补充，进而保证运行的安全性以及空气分离效果，提高效率；空气通过纯化机构、换热机构和精馏机构的处理后分离为液氧、氮气和污氮气，并通过循环水机构实现对该系统的冷却，保证空气分离过程的正常运行。本实用新型能在空气分离过程中实现稳定、可靠的供气以及冷却水的及时补充，从而提高空气分离系统的操作弹性和运行安全性。

技术特征：

1.空气分离系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的空气分离系统，其特征在于，所述循环水机构(2)中还包括若干个水泵组，所述水泵组连接于循环水管路(23)上，每个所述水泵组包括至少两个水泵(24)，以能够稳定为所述空气处理组件(12)供水。

3.根据权利要求1所述的空气分离系统，其特征在于，所述空气处理组件(12)包括相连通的空气冷却塔(121)和分子筛吸附器(122)，所述空气由所述空气压缩机(11)输出，经所述空气冷却塔(121)冷却后通入所述分子筛吸附器(122)，以吸附去除所述空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分。

4.根据权利要求3所述的空气分离系统，其特征在于，所述换热机构(3)包括换热器(31)和液氧蒸发器(32)，所述精馏机构(4)包括精馏塔(41)，所述换热器(31)分别连接所述分子筛吸附器(122)和所述液氧蒸发器(32)，经吸附去除的所述空气的第一路依次经过所述换热器(31)和所述液氧蒸发器(32)，使所述空气的温度降低至第一预设温度后通入所述精馏塔(41)的下塔(411)以进行精馏。

5.根据权利要求4所述的空气分离系统，其特征在于，经吸附去除的所述空气的第二路通过所述换热器(31)，使所述空气的温度降温至第二预设温度后，直接连通所述下塔(411)以进行精馏。

6.根据权利要求4所述的空气分离系统，其特征在于，所述换热机构(3)还包括相连接的透平增压膨胀机(33)和后冷却器(34)，所述透平增压膨胀机(33)包括相连接的增压端(331)和膨胀端(332)，经吸附去除的所述空气的第三路依次经过所述增压端(331)、所述后冷却器(34)、所述换热器(31)和所述膨胀端(332)以逐级降温至第三预设温度后，连通所述精馏塔(41)的上塔(412)，以为所述精馏塔(41)的上塔(412)提供冷量。

7.根据权利要求4所述的空气分离系统，其特征在于，所述循环水机构(2)还包括氮水冷却塔(25)，经精馏产生的所述氮气的第一路经所述换热器(31)后连通所述氮水冷却塔(25)，以对水进行冷却；所述氮气的第二路连通氮气用气端(441)。

8.根据权利要求7所述的空气分离系统，其特征在于，经精馏产生的所述污氮气的第一路经所述换热器(31)后，连通所述氮水冷却塔(25)，以对水进行冷却。

9.根据权利要求4所述的空气分离系统，其特征在于，经精馏产生的所述污氮气的第二路经所述换热器(31)后，依次连通电加热器(15)和所述分子筛吸附器(122)，以对所述分子筛吸附器(122)进行再生。

10.根据权利要求4所述的空气分离系统，其特征在于，经精馏产生的所述液氧依次经过所述液氧蒸发器(32)和所述换热器(31)换热后形成氧气，连通至氧气用气端(431)。

技术总结
本技术属于空气分离技术领域，公开了空气分离系统。包括纯化机构、循环水机构、换热机构和精馏机构；纯化机构包括通过空气管路连接的至少两个空气压缩机和空气处理组件，空气管路设有与空气压缩机电连接的压力检测件，空气压缩机能根据压力值自动开闭；循环水机构包括供水组件、储水件和流量检测件，供水组件通过循环水管路连通储水件和空气处理组件，流量检测件连接供水组件并与储水件电连接，使储水件能根据水量值选择性地为供水组件补水；换热机构分别与空气处理组件和精馏机构连接，以调节空气管路温度，实现空气分离。本技术能在空气分离过程中实现稳定、可靠供气以及冷却水及时补充，提高空气分离系统的操作弹性和运行安全性。

技术研发人员：康博,杨天才,杨云广,李长东
受保护的技术使用者：广东邦普循环科技有限公司
技术研发日：20221117
技术公布日：2024/1/13