[发明专利]一种利用夜间廉价电力的液体空分装置及生产方法

说明书

本发明公开了一种利用夜间廉价电力的液体空分装置及生产方法，属于气体深冷液化领域，本发明将全液体空分装置分为恒定运行空分系统、变负荷或间断运行液化系统及低温贮液系统三个独立系统，向变负荷或间断运行液化系统提供污氮气并液化为低温液体，储存在低温贮液系统中；低温贮液系统用于向下塔提供低温液体。本发明提供一种利用夜间廉价电力的液体空分装置及生产方法，循环利用回收上塔排出的废氮气，且在波谷电价及平价电时段满负荷大量生产液氮，高峰及尖峰时段减负荷或停运的方式，达到利用夜间廉价电力降低液体空分装置生产电费的目的。

技术领域

本发明属于气体深冷液化领域，具体地说涉及一种利用夜间廉价电力的液体空分装置及生产方法。

背景技术

将气体进行深冷液化得到的液体产品(液氧、液氮、液氩、液氢和LNG等)的体积小，便于贮存及运输、辐射区域广，同时液氢、LNG等作为汽车燃料时行驶里程更长。因此，生产液体产品的液化装置在工业上具有非常重要的作用，特别是生产主要工业气体的液氧、液氮、液氩的全液体空分有广泛的市场前景。

全液体空分装置的主要生产成本就是电费，而随着深冷液化技术的进步，降低电耗的潜力越来越小。因此全液体空分的生产成本居高不下。在波谷电价及平价电时段满负荷大量生产液氮，高峰及尖峰时段减负荷或停运的方式，即可达到利用夜间廉价电力降低液体空分装置生产电费的目的。现有的利用夜间电力空分技术制取纯液氮送入空分系统上塔，低温贮液系统与产品液氮贮存共用，该方式存在制取纯液氮将带来纯氮气经氮压机压缩后易被污染因而会影响产品液氮纯度的问题；此外上塔压力较低相应制取并输送到上塔的液氮温度较低，氮气液化系统能耗高且不宜采用能耗更低的等焓膨胀液化流程；液氮产品从蓄冷用的液氮罐产出，产品液氮充装槽车时压力波动容易影响空分系统稳定运行。本发明采取了不适合间断运行或负荷调节能力较差的含有精馏塔的空分系统连续稳定运行，而耗电量较大的液化系统变负荷或间断运行的技术方案，既保证了系统的稳定性和易操作性，同时又利用夜间廉价电力节省了电费。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种利用夜间廉价电力的液体空分装置及生产方法，拟解决现有空分装置生产成本高的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用夜间廉价电力的液体空分装置，包括恒定运行空分系统、变负荷或间断运行液化系统和低温贮液系统；所述恒定运行空分系统包括下塔、上塔、主冷凝蒸发器、液氮分离器、节流阀一和节流阀三；所述下塔从上到下至少包括氮气出口、第一回流液进口、低温液体进口、压缩冷却净化空气进口和富氧液空出口；所述主冷凝蒸发器设于上塔底部，包括氮气进口和液氮出口；所述上塔从上到下至少包括污氮气出口、液氮进口、富氧液空进口和液氧出口；所述低温贮液系统用于向低温液体进口提供低温液体；所述富氧液空出口、节流阀三和富氧液空进口通过管路依次连通；所述氮气出口通过管路与氮气进口连通；所述液氮出口通过管路分别与第一回流液进口和节流阀一连通；所述节流阀一通过管路与液氮分离器连通；所述液氮分离器分出三个支路，分别通向液氮进口、污氮气出口和液氮产品输出端；所述污氮气出口一部分排出污氮气，另一部分可通向变负荷或间断运行液化系统；所述变负荷或间断运行液化系统用于将污氮气和/或净化空气液化为低温液体，储存在低温贮液系统中。由上述结构可知，恒定运行空分系统用于生产液氮和液氧，还排放出污氮气，污氮气可供给变负荷或间断运行液化系统生产低温液体，循环利用排出的废气；所述低温贮液系统用于向低温液体进口提供低温液体；低温液体进口在下塔中部，所述下塔从上到下至少包括氮气出口、第一回流液进口、低温液体进口、压缩冷却净化空气进口和富氧液空出口；所述液氮分离器分出三个支路，分别通向液氮进口、污氮气出口和液氮产品输出端，液氮分离器在上塔的上部，依靠其高度产品液氮可自流到产品液氮贮罐中；污氮气出口位于上塔最高处，排出的污氮气被送入变负荷或间断运行液化系统及空气纯化器。