为深冷空分系统提供冷量的系统的制作方法

文档序号:44027890发布日期:2025-12-12 19:48阅读:23来源:国知局
技术简介:
本专利针对深冷空分系统中膨胀增压机依赖油制动导致成本高、效率低的问题,提出通过液位监测与冷冻液体动态补充的冷量调控方案。系统取消油制动,改用液位传感器联动控制冷冻液体(如液氮)注入精馏塔,实现冷量精准供给,降低设备复杂度与运营成本。
关键词:深冷空分系统,无油制动冷量补充

本技术涉及为深冷空分系统提供冷量的系统,具体涉及在深冷空分系统的膨胀增压机中不使用油制动的系统。


背景技术:

1、深冷空分是工业中获得大量氮气、氧气和某些惰性气体的主要方法。常温的进料空气经压缩、预冷和纯化后,在主换热器中液化并以液态的形式输送入精馏塔系统,精馏后在塔顶获得氮气,在塔底获得含氧量增加的富氧液空。由于存在与外界环境的热交换,深冷空分系统的冷量在运行过程中必然会产生损失。为了补充深冷空分系统的冷量损失,本领域技术人员往往使用膨胀机来制冷。膨胀机制冷产生的功,可以用来驱动马达或空气压缩机。膨胀增压机,是一种典型的利用膨胀端膨胀的功通过旋转轴驱动增压端的设备。如果不考虑在摩擦过程中损耗的能量,则根据能量守恒原理,由膨胀后的降温流股和增压后的升温流股引入深冷空分设备的冷量和热量是相互抵消的,因此要使用其它措施将膨胀机做的功带出深冷空分设备,才能实现用膨胀机补充冷量的效果。

2、在膨胀增压机中,对连接膨胀端和增压端的旋转轴采用油制动是消散膨胀机做的功的一种常用方法。us 2023/0341181a1公开了一种氮发生器,对膨胀增压机的旋转轴采用油制动,包括控制旋转轴转速的旋转控制箱。还包括测量精馏塔内部压力的压力测量单元和接受压力测量结果的优化旋转速度计算指令单元。该优化旋转速度计算指令单元将计算得到的最优转速通过旋转控制箱实施到旋转轴上,使得不论精馏塔氮气产物的压力如何变化,都能保持旋转增压机的较高工作效率。

3、以上面的公开为例,现有技术中的油制动需要较复杂的一套设备,投资和运营成本较高。工业界相关技术人员亟需一种新的方法,能够在使用膨胀增压机时,确保深冷空分设备,特别是精馏塔系统,获得足够的冷量。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于改进现有技术中利用油制动消散膨胀机做功的做法,用更简单、经济的方法为使用膨胀增压机的深冷空分系统提供冷量。

2、在一方面,深冷空分系统包括主换热器、精馏塔系统及膨胀增压机,还包括监测精馏塔系统中液位高度的液位感测器、冷冻液体控制器、冷冻液体控制阀及冷冻液体源;连接膨胀增压机的膨胀端和增压端的旋转轴不采用油制动。

3、进一步地,液位感测器监测精馏塔系统中液位的高度,并将测量结果传送给冷冻液体控制器,当液位的高度低于一设定值时,冷冻液体控制器增加冷冻液体控制阀的开度,使得冷冻液体从冷冻液体源流入精馏塔系统。

4、进一步地,冷冻液体包括液氮,冷冻液体源包括管网和/或贮罐;或者,冷冻液体包括液化空气。

5、再进一步地,膨胀增压机的旋转轴采用油润滑。优选地,油润滑通过包括油润滑箱、润滑油提供单元及润滑油贮罐提供。

6、与现有技术相比,本实用新型提供的技术方案具有以下优点:

7、1.充分利用容易获得的冷冻液体资源,按照需要补充深冷空分系统所需的冷量;

8、2.将油的作用局限在润滑功能,减少了与之相关的设备的尺寸和投资。



技术特征:

1.一种为深冷空分系统提供冷量的系统,所述深冷空分系统包括主换热器、精馏塔系统及膨胀增压机,其特征在于,还包括监测精馏塔系统中液位高度的液位感测器、冷冻液体控制器、冷冻液体控制阀及冷冻液体源;连接所述膨胀增压机的膨胀端和增压端的旋转轴不采用油制动。

2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述液位感测器监测精馏塔系统中液位的高度,并将测量结果传送给冷冻液体控制器,当液位的高度低于一设定值时,冷冻液体控制器增加冷冻液体控制阀的开度,使得冷冻液体从冷冻液体源流入精馏塔系统。

3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述冷冻液体包括液氮,所述冷冻液体源包括管网和/或贮罐。

4.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述冷冻液体包括液化空气。

5.如权利要求3或4所述的系统,其特征在于,所述膨胀增压机的旋转轴采用油润滑。

6.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述油润滑通过包括油润滑箱、润滑油提供单元及润滑油贮罐提供。


技术总结
本技术公开了一种为深冷空分系统提供冷量的系统,包括主换热器、精馏塔系统及膨胀增压机,还包括监测精馏塔系统中液位高度的液位感测器、冷冻液体控制器、冷冻液体控制阀及冷冻液体源;连接所述膨胀增压机的膨胀端和增压端的旋转轴不采用油制动。液位感测器监测精馏塔系统中液位的高度,并将测量结果传送给冷冻液体控制器,当液位的高度低于一设定值时,冷冻液体控制器增加冷冻液体控制阀的开度,使得冷冻液体从冷冻液体源流入精馏塔系统。

技术研发人员:马克西姆·兰修,贺尔海·厄内斯托·托瓦尔·拉莫斯
受保护的技术使用者:乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司
技术研发日:20250109
技术公布日:2025/12/11
网友询问留言 留言:0条
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!