[发明专利]可变流速的情况下生产加压气态氧的方法和装置

说明书

本发明涉及一种在可变流速的情况下生产加压气体的方法，在该方法中，空气在包括一台蒸馏设备和热交换管道的空气蒸馏装置中被蒸馏，其中的热交换管道用于将空气与上述蒸馏设备中生成的产品进行热交换而使之冷却；从上述设备中抽取液体，使该液体达到气化压力，使其在此压力下在热交换管道中气化和加热，以便生成具有一定压力的气体，这种气化和加热过程还伴随有在热交换管道的空气液化管路中进行的空气液化过程；其中：

当与标准流速相比对增压气体的需求减少时，可从蒸馏设备中抽出由其生产的额外的液体，将此部分液体送入液体存贮容器中，并将相应的额外量的已贮存的液空气引入蒸馏设备中；

当与标准流速相比对增压的气态氧的需求增加时，可从液体贮存容器中抽取所需要的额外液体，使上述额外液体具有气化压力，并使其在此压力下在热交换管道中气化，将通过上述液化过程液化的相应量的空气贮存在液态空气贮存容器中。

在本文献中，“压力”指的是绝对压力。此外，术语“冷凝”和“气化”或指冷凝或气化作用本身，或指准冷凝或准气化作用，这要看压力是低于临界压力还是超临界压力。

这类方法(例如参见法国专利文献FR-A-1158639)有时称之为“抽吸和空气/氧气或空气/氮气平衡方法”(“Pump andair/oxygen or air/nitrogen balance methods”)。本发明尤其适用于所谓的“补偿级”法(offset-stage methods)，在法国专利申请FR-A-2674011；FR-A-2688052和FR-A-2692664和93.04274中描述了这类方法的实例。在这些方法中，空气在气化压力及低于氧气的气化温度的条件下液化，从具体的能量损耗的观点也就是说为了加压生产出给定量的气态氧所需的能量的观点来看，这些方法具有优越性。

本发明的任务在于提供能满足对加压氧气的需求变化的方法，更具体地说，这种方法简单，而且在传热方面(即热交换管道的平衡状态)和空气蒸馏方面的性能基本不会降低。

为此，本发明的主题是上面所提到的那类方法，其特征在于特抽取的液体在压力接近大气压的条件下贮存起来，同时使液态空气贮存时的贮存压力至少等于，最好高于蒸馏设备的最高工作压力。

本发明可包括一个或几个下述特征：

液态空气贮存步骤中的压力接近所述空气液化时的压力；

液态空气贮存容器中的压力处于约30×10⁵帕和35×10⁵帕之间；

所有气化液体均从上述液体贮存容器中抽出；

上述空气液化过程发生在温度低于在上述气化压力下抽取的液体的气化温度的条件下，而且至少从上述装置中提取一种液态产品；

将用作液态空气贮存的空气压缩到上述贮存压力，而将剩余的空气压缩到高于贮存压力的高压。

本发明的另一主题涉及一种实现上述方法以便在可变流速情况下生产加压气体的装置。这类装置包括一台空气蒸馏设备；通过与上述蒸馏设备中生成的产品进行热交换而冷却空气的热交换管道；适于使至少部分待蒸馏的空气具有高压并将其送入热交换管道的空气液化管路的压缩部件；与蒸馏设备相连的液体贮存容器，该容器装有在可调流速的条件下抽取液体使之具有气化压力并将其送入热交换管道的气化管路的部件；以及上游与热交换管道的空气液化管路相连、下游经可调流速的减压部件与蒸馏设备相连的液态空气贮存容器，其特征在于上述抽取液体的容器中的压力接近大气压力，液空贮存容器中的压力显著地高于蒸馏设备的最高工作压力。

本发明的其他特征是：

上述液态空气贮存容器经一个减压阀与上述空气液化管路相连；

上述压缩部件包括一个主空压机，其下游接有一个增压器，用于将不送入液态空气贮存容器的空气部分增压。

下面将结合附图对本发明的典型实施例进行描述，其中：

图1示意地表示出本发明的可变流速情况下加压生产气态氧的装置；

图2为一种变型的类似示意图。