[实用新型]一种LNG冷能利用的热泵空气分离系统

摘要

本实用新型公开了一种LNG冷能利用的热泵空气分离系统，采用LNG冷能冷却原料低压空气，并利用热泵精馏方式进行空气分离，相较于传统空分系统，本实用新型采用热泵精馏系统只是对原料空气中的部分氮气加压到0.56MPa左右，降低了空分系统中压缩部件总耗功；采用LNG在主换热器中冷却原料空气，部分冷能可转变为氧氮的分离功，液氧产品无需经过主换热器吸热释冷，制液装置可省去；实用新型采用LNG冷却原料空气，还可以大幅度降低空分系统启动时间；由于压力降低，精馏塔设备费用相较于传统的空分系统大幅度降低，采用氮增压器设备投资也低于原有的空压机系统，提馏塔与传统空分系统并无差异，因此系统总投资会降低。

主权项

1.一种LNG冷能利用的热泵空气分离系统，包括空压机、水冷塔、分子筛、主换热器、过冷器Ⅰ、精馏塔、过冷器Ⅱ、提馏塔、增压器、冷凝蒸发器、LNG存储装置、低温泵、液氧存储装置，其特征在于，所述主换热器包括空气通路、LNG通路、氮气通路和污氮通路；所述过冷器Ⅰ包括空气通路、氮气通路Ⅰ、污氮通路和氮气通路Ⅱ；所述精馏塔在高度方向上交错布置有塔板，底部设有空气进口和液态空气出口，顶部设有液氮进口和氮气出口；所述过冷器Ⅱ包括液态空气通路、氮气通路、污氮通路和液氮通路；所述提馏塔在高度方向上交错布置有塔板，底部设有液氧出口Ⅰ、液氧出口Ⅱ和液氧进口，上部设有液态空气进口、液氮进口、纯氮气出口和污氮出口，其中，所述LNG存储装置的出口通过管路经所述低温泵与所述主换热器的LNG通路连通；所述空压机的进气口与外界空气连通，所述空压机的出气口通过管路依次经所述水冷塔、分子筛、主换热器的空气通路、过冷器Ⅰ的空气通路与所述精馏塔底部的空气进口连通；所述精馏塔底部的液态空气出口通过管路经所述过冷器Ⅱ的液态空气通路与所述提馏塔上部的液态空气进口连通，所述精馏塔顶部的氮气出口通过管路依次经所述增压器、过冷器Ⅰ的氮气通路Ⅱ与所述冷凝蒸发器的液氮侧入口连通；所述冷凝蒸发器的液氮侧出口分为两路，一路与所述精馏塔顶部的液氮进口连通，另一路经所述过冷器Ⅱ的液氮通路与所述提馏塔上部的液氮进口连通；所述冷凝蒸发器的液氧侧入口与所述提馏塔底部的液氧出口Ⅰ连通，所述冷凝蒸发器的液氧侧出口与所述提馏塔底部的液氧进口连通；所述提馏塔底部的液氧出口Ⅱ通过管路与所述液氧存储装置的入口连通；所述提馏塔上部的纯氮气出口通过管路依次经所述过冷器Ⅱ的氮气通路、过冷器Ⅰ的氮气通路Ⅰ、主换热器的氮气通路的入口连通，所述提馏塔上部的污氮出口通过管路依次经所述过冷器Ⅱ的污氮通路、过冷器Ⅰ的污氮通路、主换热器的污氮通路的入口连通。