[发明专利]空气分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气分离装置，尤其涉及一种采用低温精馏的方法生产氧氮产品的装置。

背景技术

空分设备是利用空气中氧氮沸点不同的原理，采用低温精馏的方法生产氧氮产品的装置。

液体空分设备出产的产品为液态空气制品，随着能源的日趋紧张，在气体生产工业中为追求气体生产能获得更高的经济效益，人们正在进行多种生产方法的比较，由于液态空气制品具有良好的品质、低的运输成本、好的性能价格比和使用方便、安全等特点，现越来越受到气体生产商的青睐。

现在国外的空分设备, 除满足客户工艺用氧气、氮气、氩气需要外, 还设计有液体氧、氮、氩, 主要是供当地及周围市场需求, 以低温液体方式输供。我国地域辽阔，工业气体的生产水平仍属发展中国家，目前我国工业气体的生产供应均以中小型气站为主，并且十分分散。国内大型冶金、化工等企业配置的大型空分设备生产的工业气体产品又是作为内部生产使用，因此我国目前的气体供应远未达到发达国家可以集中供气覆盖上百公里范围的规模。

液态空气制品能够很好地调配各地区气体产品供求不平衡的状态，所以当前液体产品的销售已成为许多气体销售公司的最好选择，使液体空分设备和气体液化设备的需求量呈逐年上升趋势。然而，目前市场上的空气分离设备功能单一，输出产品为固定的，并且能耗还有提升的空间。

发明内容

本发明的目的为提供一种输出产品多样的、能耗低的空气分离设备。

本发明的目的通过提供以下技术方案来实现：

一种空气分离装置，包括：将外部空气进行压缩的空气压缩机；对空气压缩机输出的空气进行冷却的预冷机组；净化预冷机组输出的空气的纯化器；供空气分离装置中的空气进行热交换的主换热器；将空气成分分离的分馏塔系统，所述分馏塔系统包括相互连通的下塔、上塔、设于下塔和上塔之间的冷凝蒸发器、液氮分离罐；所述分馏塔系统和液氮产品输出端、液氧产品输出端和氮气产品输出端相连通；所述下塔设有供空气进入的空气入口,该空气入口和纯化器通过管道相连通，所述下塔设有供分离后的富氧液空流出的富氧液空出口，其与上塔上设置的富氧液空入口通过管道相连通；所述冷凝蒸发器设有供液化的液氮流出的液氮出口，其与液氮分离罐上的液氮入口通过管道相连通；所述液氮分离罐上设有液氮产品出口，其与液氮产品输出端通过管道相连通；所述上塔设有供分离后的液氧流出的液氧出口，其与液氧产品输出端通过管道相连通；所述上塔设有供分离后的纯氮气流出的纯氮气出口，其与氮气产品输出端通过管道相连通；所述上塔上设有有供分离后的污氮气输出的污氮气出口。

优选的，所述空气分离装置还包括循环压缩机、第一膨胀机和低温冰机；纯化器通过管道连接循环压缩机，循环压缩机和第一膨胀机、低温冰机、主换热器通过管道连接形成环形的通路，管道依次从循环压缩机连接到第一膨胀机，到低温冰机，到主换热器，到第一膨胀机，到主换热器，最后回到循环压缩机。

优选的，所述纯化器到空气入口之间的管道经过主换热器。

优选的，所述冷凝蒸发器的液氮出口到液氮分离罐的液氮入口之间的管道经过过冷器。

优选的，所述液氮分离罐的顶部设有液氮出口，其和上塔的顶部的液氮入口通过管道相连通。

优选的，所述下塔的富氧液空出口和上塔的富氧液空入口之间的管道经过过冷器。

优选的，所述空气分离装置还包括第二膨胀机，所述上塔的污氮气出口处的管道依次经过过冷器，主换热器、第二膨胀机和主换热器。

优选的，所述空气分离装置还包括第三膨胀机，所述上塔的纯氮气出口和氮气产品输出端之间的管道依次经过过冷器，第三膨胀机，过冷器和主换热器。

优选的，所述纯化器为分子筛纯化器。

优选的，所述空气分离装置还包括PLC的远程监控系统。

本发明通过设置可产出液氮，或可产出液氧和氮气的空气分离系统，满足了气体生产厂家对于各种工况，对液氧、氮气、液氮的产量、纯度和压力的要求的需求；循环压缩机采用空气循环，原料空气仅需在设备启动时输入到循环制冷系统，正常运行时该部分空气一直处于循环运行状态，降低了原料压缩机和纯化系统的负荷，从而降低整套装置的能耗；本发明的制冷系统充分利用了设备工作介质自身的能量，对设备工作介质的冷量加以回收，利用三台膨胀机进行制冷，在满足空气分离所需冷量的同时降低了辅助制冷设备的功耗，达到节能的目的。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的具体实施例。