在Hausen/Linde(第二版，1985)的專題論文“Tieftempereturtechnik”[Cryogenic Technology]以及Chemical Engineering Progress(第63卷第2期，1967，第35頁)中總體描述了低溫分餾的基礎(chǔ)，并特別描述了雙塔裝置的構(gòu)造。雙塔的高壓塔和低壓塔之間的熱交換關(guān)系通常通過主冷凝器的方式來實現(xiàn)，其中高壓塔的塔頂氣體被液化，而低壓塔的塔底液體被蒸發(fā)。

本發(fā)明的蒸餾塔系統(tǒng)原則上可被構(gòu)建為具有高壓塔和低壓塔的常規(guī)雙塔系統(tǒng)。除了用于氮氣-氧氣分離的兩個分離塔，其還可以包括用于獲得其它空氣組分、特別是稀有氣體例如氪氣-氙氣回收的其它設(shè)備。

本發(fā)明中的主冷凝器稱為冷凝器-蒸發(fā)器。“冷凝器-蒸發(fā)器”意指一種換熱器，其中第一冷凝流體料流與第二蒸發(fā)流體料流進行間接熱交換。每個冷凝器-蒸發(fā)器都具有液化空間和蒸發(fā)空間，其分別由液化通道和蒸發(fā)通道構(gòu)成。在液化空間中進行第一流體料流的冷凝(液化)，并在蒸發(fā)空間中進行第二流體料流的蒸發(fā)。蒸發(fā)空間和液化空間由通道組形成，所述的通道組相互之間呈熱交換關(guān)系。

典型地，主冷凝器被構(gòu)建為液浴蒸發(fā)器，特別是級聯(lián)蒸發(fā)器(例如描述于EP 1287302B1＝US 6748763B2中的)。其可以通過在常規(guī)壓力容器中設(shè)置的單個換熱器模塊(block)或者多個換熱器模塊形成。

“氬氣排料塔”在這里意指用于氬氣-氧氣分離的分離塔，其并不用于回收純的氬氣產(chǎn)物，而是用于由正在高壓塔和低壓塔中分餾的空氣排出氬氣。其與通常具有70至180個理論塔板的常規(guī)粗氬氣塔的連接方式僅存在輕微的不同之處；然而，其包含少得多的理論塔板，即少于40個，特別是15至35個。就像粗氬氣塔，氬氣排料塔的底部區(qū)域連接至低壓塔中的中間點，并且氬氣排料塔典型地通過頂部冷凝器而冷卻，其中源自高壓塔的膨脹塔底液被引入至蒸發(fā)側(cè)；氬氣排料塔通常并不具有再沸器。

術(shù)語“氬氣塔”在這里用作為覆蓋性術(shù)語，用于氬氣排料塔、全部范圍的粗氬氣塔和其間所有的中間階段。

任何分餾裝置的蒸餾塔系統(tǒng)均被設(shè)置于一個或多個冷箱中?！袄湎洹痹谶@里理解為是指絕熱殼，其由外壁完全包圍熱絕緣內(nèi)部；在內(nèi)部中設(shè)置的是所要絕熱的裝置部件，例如一個或多個分離塔和/或換熱器。絕熱作用可以通過外壁的恰當設(shè)置和/或通過在裝置部件和外壁之間的中間空間填充絕熱材料而形成。在后者的變例中，優(yōu)選使用粉狀材料，例如珍珠巖。用于低溫空氣分餾裝置的氮氣-氧氣分離的蒸餾塔系統(tǒng)和主換熱器及其它的冷裝置部件必須要由一個或多個冷箱包封。冷箱的外部尺寸典型地決定了在預制裝置的情況下包裝的運輸尺寸。

“主換熱器”用于冷卻與源自蒸餾塔系統(tǒng)的回流進行間接熱交換的進給空氣(feed air)。所述主換熱器可以由一個單獨的或者多個并聯(lián)和/或串聯(lián)連接的換熱器部分形成，例如由一個或多個板式換熱器模塊形成。特別是用于蒸發(fā)或者偽蒸發(fā)單獨液體或者超臨界流體、而不會部分加熱和/或蒸發(fā)其它流體的分離型換熱器并不形成主換熱器的一部分。這樣的分離型換熱器例如可以通過用于在升高的壓力下蒸發(fā)或偽蒸發(fā)液體料流的次級冷凝器或者分離型換熱器來形成。除了主交換器，某些空氣分餾裝置例如包含用于蒸發(fā)或者偽蒸發(fā)以液體形式由進給空氣的一部分形成的高壓空氣流來加壓的產(chǎn)品的次級冷凝器或者高壓交換器。

相對空間術(shù)語“頂部”、“底部”、“在…之上”、“在…之下”、“上方”、“下方”、“豎直”、“水平”等涉及在常規(guī)操作中裝置的空間排列。

在文章開始時提及類型的蒸餾塔系統(tǒng)從US 5235816已知。這種類型的裝置在生產(chǎn)時盡可能按計劃預制，并將預制部件運輸至施工現(xiàn)場并最終相互連接。根據(jù)裝置的尺寸，例如，整個雙塔可以與其冷箱一起運輸。如果裝置的尺寸并不允許這樣，那么雙塔就不與冷箱和管道一起運輸，如果合適的話其可以分為兩個部分運輸。其它塔例如氬氣塔會由于分離的冷箱而產(chǎn)生額外的復雜性。這種塔被單獨地運輸至施工現(xiàn)場，并在現(xiàn)場連接至裝置的其它部分，這具有相當高的復雜性。為了避免額外的低溫泵，這種塔(位于其自身的冷箱內(nèi))被置于復雜的框架上。這種框架尤其會導致整個裝置占地面積的增加。

EP 1108965A1的圖1公開了一種氬氣塔，其已被組裝于低壓塔中，并且其具有的頂部冷卻器設(shè)置在低壓塔的外部。

本發(fā)明的目的在于以最大的密實度來構(gòu)建在本文開始時所提及類型的蒸餾塔系統(tǒng)，從而簡化其構(gòu)造，并開發(fā)操作特別可靠的控制方法。

這種目的通過權(quán)利要求1的技術(shù)特征來實現(xiàn)。據(jù)此，氬氣塔頂部冷卻器被設(shè)置于低壓塔內(nèi)。氬氣排料頂部冷凝器被構(gòu)建為強制流動(直通式)蒸發(fā)器；在其頂部末端，蒸發(fā)空間連接于低壓塔的內(nèi)部，從而使得其中產(chǎn)生的氣體可以流至上部傳質(zhì)區(qū)中。在本發(fā)明中，氬氣塔頂部冷凝器無需設(shè)置在氬氣塔上方的中部(如果氬氣塔全部或者部分組裝于低壓塔內(nèi))；取而代之的是，其能夠利用低壓塔的整個橫截面。

在強制流動蒸發(fā)器中，液流在其自身壓力下強制經(jīng)過蒸發(fā)空間，并在其中部分蒸發(fā)。這種壓力例如通過液體柱的方式在通向蒸發(fā)空間的入口管道內(nèi)產(chǎn)生。這種液體柱的高度相應于蒸發(fā)空間內(nèi)的壓力降。離開蒸發(fā)空間的通過相分離的氣體-液體混合物直接向前地被導向至下一個方法步驟，并且更特別地，其不被引入至冷凝器-蒸發(fā)器的液浴中，而以液體形式保持的部分會由所述冷凝器-蒸發(fā)器再次吸入(“直通式”)。

液體在強制流動蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間內(nèi)部分蒸發(fā)。將流出出口的兩相混合物優(yōu)選在中部傳質(zhì)區(qū)的頂部引入至液體分配器中。已蒸發(fā)的餾分(fraction)向上流至上部傳質(zhì)區(qū)內(nèi)；以液體形式保持的餾分形成回流的至少一部分，用于中間傳質(zhì)區(qū)的至少一部分，其特別地形成低壓塔的氬氣部分。

原則上，如在標準的氬氣方法中，強制流動蒸發(fā)器能夠在只有源自高壓塔的粗氧氣的情況下運行。然而，在本發(fā)明的內(nèi)容中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用源自低壓塔的上部傳質(zhì)區(qū)的液體來進料(charge)氬氣塔頂部冷凝器的蒸發(fā)空間是更加有利的。出于此目的，液體收集器在上部傳質(zhì)區(qū)的下方連接至經(jīng)由入口將液體收集器的液體引入至氬氣塔頂部冷凝器的蒸發(fā)空間內(nèi)的設(shè)備。由上部傳質(zhì)部分流出的液體在液體收集器中混合，并例如經(jīng)由管道被引入至氬氣塔頂部冷凝器的蒸發(fā)空間內(nèi)。所述液體由此用于冷卻氬氣塔的頂部。其為比源自高壓塔的粗氧氣更加富氧的，據(jù)此能夠在氬氣塔頂部冷凝器中產(chǎn)生更小的溫差以及相應更小的熱力學損失。

根據(jù)本發(fā)明(“控制方法3”)，源自氬氣冷凝器蒸發(fā)空間的兩相混合物被引入至作用為相分離單元和液體緩沖器的容器中。在所述容器中分離出的液體被導向至下方的液體分配器中。液體體積通過位于容器底部內(nèi)的固定隔膜或者相應的孔或者通過液體管道內(nèi)的控制閥來控制。氣體經(jīng)由氣體管道由容器排出。所述管道包含控制閥，蒸發(fā)空間內(nèi)的壓力通過所述控制閥而被調(diào)節(jié)，由此，氬氣冷凝器內(nèi)的溫差及其性能會被調(diào)節(jié)。

原則上，除了強制流動冷凝器，還可使用降膜蒸發(fā)器，在這種情況下，向下流至上部傳質(zhì)部分內(nèi)的所有或者幾乎所有的液體會同樣流經(jīng)所述降膜蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間。

DE 1272322B公開了通過圓柱形分隔壁的方式將粗氬氣塔組裝至低壓塔內(nèi)；頂部冷凝器被構(gòu)建為常規(guī)液浴蒸發(fā)器，其第一部分設(shè)置于低壓塔內(nèi)。此外，在這里使用其它容器用于頂部冷凝器的第二部分。

優(yōu)選地在本發(fā)明中，氬氣冷凝器經(jīng)構(gòu)建以使得其產(chǎn)生用于氬氣塔的整個回流料流。因此，不存在將被設(shè)置于低壓塔外部的其它氬氣冷凝器。

總的來說，氬氣塔被構(gòu)建為氬氣排料塔。然而，如果需要氬氣制品，那么其還可被構(gòu)建為粗氬氣塔，其中，在頂部獲得耗盡氧氣或者不含氧氣的原始氬氣制品。原始氬氣產(chǎn)物會被導出或者經(jīng)傳送，以在純氬氣塔內(nèi)進一步進行后處理(workup)。

在本發(fā)明的其它改進中，氬氣塔或其一部分也設(shè)置于低壓塔內(nèi)，特別是位于中部傳質(zhì)區(qū)內(nèi)。出于此目的，后者被構(gòu)建為分隔壁(dividing wall)部分，意味著其包含豎直的分隔壁，所述豎直的分隔壁將低壓塔的氬氣部分(“第一傳質(zhì)空間”)和氬氣塔(“第二傳質(zhì)空間”)分開。第一傳質(zhì)空間在向上的方向朝上部傳質(zhì)區(qū)以及在向下的方向朝下部傳質(zhì)區(qū)均為敞開的。這意味著上升的氣體可以在不存在顯著妨礙的情況下在底部流至第一傳質(zhì)空間內(nèi)，并在頂部流出第一傳質(zhì)空間。

第二傳質(zhì)空間在向上的方向朝上部傳質(zhì)區(qū)以氣密的方式密封。由下部傳質(zhì)區(qū)在底部流入的氣體由此在第二傳質(zhì)空間內(nèi)精餾(在氬氣塔中)之后，并未被引回至低壓塔內(nèi)，而是經(jīng)由一個或多個特定的氣體管道向前被導向和/或引入至氬氣塔頂部冷凝器的液化空間內(nèi)。

如果僅氬氣塔的一部分被設(shè)置于低壓塔內(nèi)，那么在低壓塔的外側(cè)，氬氣塔還具有分離的粗氬氣塔。

在本發(fā)明的一個實施方式中，第二傳質(zhì)空間在向下的方向朝下部傳質(zhì)區(qū)是敞開的。源自下部傳質(zhì)區(qū)的上升氣體由此流至第二傳質(zhì)空間內(nèi)，并在其中進行氬氣-氧氣的分離。

可替換地，第二傳質(zhì)空間在向下的方向朝下部傳質(zhì)區(qū)是閉合的，從而使得在第二傳質(zhì)空間的下部區(qū)域與在下部傳質(zhì)區(qū)的上部末端可以存在不同的濃度。由此在精餾領(lǐng)域中，氬氣塔的“上部”部分可被結(jié)合至分隔壁部分中，而在下部末端連接至低壓塔的氬氣塔的其余部分則單獨地實施。

對于全范圍的氬氣生產(chǎn)來說，可以加入分開的粗氬氣塔。在這種情況下，氬氣塔由粗氬氣塔和第二傳質(zhì)空間的組合構(gòu)成，在精餾領(lǐng)域中，可以將第二傳質(zhì)空間連接至粗氬氣塔的上部或下部末端。在任一種情況下，氬氣塔的頂部與氬氣塔頂部冷凝器的液化空間流體連接。

如果低壓塔不包含分隔壁部分，那么氬氣塔就僅由分離粗氬氣塔形成。在這種情況下，其以常規(guī)方式連接，其中氬氣塔的頭部與氬氣塔頂部冷凝器的液化空間流體連接，并且氬氣塔的底部與低壓塔的中間區(qū)流體連接，特別是與位于中部和下部傳質(zhì)區(qū)之間的區(qū)域流體連接。當將源自液體收集器的液體引入至氬氣塔頂部冷凝器的蒸發(fā)空間內(nèi)的設(shè)備經(jīng)構(gòu)建，以將在常規(guī)操作中流至液體收集器內(nèi)的液體體積的至少80摩爾％、優(yōu)選至少90摩爾％引入至氬氣塔頂部冷凝器的蒸發(fā)空間內(nèi)時，也是有利的。

在本發(fā)明的內(nèi)容中，在所述裝置的常規(guī)操作中，源自液體收集器的盡可能接近100％的液體應當被引入至蒸發(fā)空間內(nèi)。

優(yōu)選地，粗氧氣管道經(jīng)提供以用于將源自高壓塔底部的粗氧氣引入至低壓塔的上部傳質(zhì)區(qū)內(nèi)；可替換地，粗氧氣可被直接供給至蒸發(fā)空間上游的液體收集器內(nèi)。在引入至低壓塔內(nèi)的情況下，這種本身也是常規(guī)操作的將源自高壓塔的底部液體引入至低壓塔內(nèi)并未經(jīng)由氬氣塔頂部冷凝器來進行，而是直接進入上部傳質(zhì)區(qū)內(nèi)。引入至氬氣塔頂部冷凝器的蒸發(fā)空間內(nèi)的液體由此是比在常規(guī)方法中更富氧的，因為在這里使用了位于上部部分下方收集的液體。

在一種實施方式中，蒸餾塔系統(tǒng)具有旁通(bypass)管道，用于利用在所述旁通管道內(nèi)設(shè)置的控制閥，將源自位于上部傳質(zhì)部分下方的液體收集器的液體在下部傳質(zhì)部分的頂部引入至液體分配器內(nèi)。

在本發(fā)明范圍之外，通過這種旁通管道的方式，就可以控制氬氣塔頂部冷凝器的性能。如果合適的話，控制閥為開啟的，少量相對富含氮氣的液體直接流至分配器內(nèi)，并由此旁通通過中部傳質(zhì)部分。作為結(jié)果，氬氣頂部冷凝器的液化空間內(nèi)(或者出口處的兩相混合物內(nèi))的氮氣含量有所增加，平均冷凝溫度下降，且作為驅(qū)動溫差下降的結(jié)果，冷凝器的性能會下降(控制方法1)。

作為根據(jù)本發(fā)明進行控制的一種替換，還可以在原始氬氣冷凝器上游的氣流中的閥的幫助下，控制粗氬氣塔中的轉(zhuǎn)化。在這種情況下，氣體入口被用于將源自氬氣塔的氣體引入至氬氣塔頂部冷凝器的液化空間內(nèi)，并包含控制閥(控制方法2)。

恰位于控制閥下游的氣體出口可以連接至啟動管道，該啟動管道經(jīng)構(gòu)建以用于控制源自低壓塔的氣體的去除。

啟動管道在容器壁外部連接至氣體入口，并且僅當裝置冷啟動的時候才會使用。所述啟動管道包含控制閥，控制閥在穩(wěn)態(tài)運行時是閉合的。在啟動時，確保在分隔壁的任一側(cè)上均等地冷卻傳質(zhì)空間是必要的。這樣的兩個部分之間大的溫差應當被避免，從而由此最小化熱感應應力在隔壁上的負載。啟動管道要么連通于空氣，要么連接至主換熱器上游的不純(impure)氮氣管道。根據(jù)分隔壁右側(cè)和左側(cè)的溫度，控制閥在啟動時開啟至更大或更小的角度。對于啟動管道來說，在塔上不提供單獨的短管是有利的；相反，啟動管道直接結(jié)合至用于氬氣塔頂部冷凝器的控制閥下游的氣體入口內(nèi)，即所述塔的外部。這種啟動技術(shù)不僅可被用于本發(fā)明中，而且原則上還可用于在其上具有冷凝器的分隔壁塔部分的情況下。

本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求8至12、通過低溫分餾空氣來制備氮氣的裝置，所述裝置包括主空氣壓縮機、空氣預冷單元、空氣清潔單元和主換熱器，并且包括兩個如上所述的蒸餾塔系統(tǒng)，這兩個蒸餾塔系統(tǒng)均接收源自共同的主換熱器的進給空氣。

在這種情況下，用于雙蒸餾塔系統(tǒng)的進給空氣的至少一部分可以在主換熱器中一起冷卻，并在組合的壓縮空氣管道中由主換熱器排出。組合的壓縮空氣管道隨后分支為通向第一蒸餾塔系統(tǒng)的第一壓縮空氣子料流管道，和通向第二蒸餾塔系統(tǒng)的第二壓縮空氣子料流管道?？商鎿Q地，兩個壓縮空氣子料流管道直接連接至主換熱器。

除了主換熱器，如果根據(jù)本發(fā)明的裝置具有高壓交換器，那么后者同樣可用于兩個蒸餾塔系統(tǒng)，這意味著源自高壓交換器的處于高壓下的冷壓縮空氣被分配于兩個蒸餾塔系統(tǒng)之間，并且送往高壓交換器的產(chǎn)品料流以液體形式由兩個蒸餾塔系統(tǒng)排出、混合并被送至所述高壓交換器。

出于制造的原因，主換熱器在任意情況下通常由多個并聯(lián)連接的模塊構(gòu)成。在這種情況下，將模塊分為兩個對稱的組從而能夠更好地控制主換熱器就是明智的。將在第一蒸餾塔系統(tǒng)分餾的空氣和源自相同蒸餾塔系統(tǒng)的相應的不純氮氣料流在這里均被引導經(jīng)過第一交換器組。用于第二蒸餾塔系統(tǒng)的和/或源自第二蒸餾塔系統(tǒng)的相應料流流經(jīng)第二組。剩余的料流(產(chǎn)品和渦輪流)均勻地分配于兩個組的模塊之間。

US 612892確實公開了在共同的冷箱中運行相互并排的兩個并聯(lián)連接的雙塔；然而，這篇文獻的目的在于不同地構(gòu)建兩個雙塔。本領(lǐng)域技術(shù)人員在檢索最大化裝置生產(chǎn)力的方式時將不會參考這篇公開物。在任意情況下，至于多線(multistrand)系統(tǒng)如何能夠以如上所述目的的方式進行改變，該技術(shù)人員并未獲得任何建議。

雙蒸餾塔系統(tǒng)的上游和下游的裝置特別地可以由單預冷操作、單空氣清潔操作和/或單換熱器形成。

在所述裝置中，當?shù)谝徽麴s塔系統(tǒng)和第二蒸餾塔系統(tǒng)具有相同的裝配尺寸時，并且更特別地，當高壓塔、低壓塔和氬氣塔具有相同的尺寸時，其為有利的?！跋嗤难b配尺寸”在這里理解為是指相互之間的相應塔高和直徑的差值不大于10％，特別是不大于5％。這種比較涉及第一和第二高壓塔、第一和第二低壓塔以及氬氣塔之間的成對的相應部分。

雙蒸餾塔系統(tǒng)中的每個均可容納于單獨的冷箱中?？商鎿Q地，第一和第二蒸餾塔系統(tǒng)可設(shè)置于共同的冷箱中。

在兩種情況下，雙蒸餾塔系統(tǒng)相互之間均可以單獨地操作。熱裝置部件和主換熱器以及任選存在的高壓交換器例如可以一起使用。出于此目的，用于源自雙蒸餾塔系統(tǒng)的產(chǎn)品的一個、多于一個或者所有的排出管道如果并不意圖用于直接導出液體產(chǎn)物，那么它們應成對地組合成連接至主換熱器冷端的組合管道，隨后在共同的管道中導向至主換熱器或者任選地導向至高壓交換器?？商鎿Q地，雙蒸餾塔系統(tǒng)中的每一個均具有其自身的主換熱器，并且任選地具有其自身的高壓換熱器。

對于獨立操作來說，雙蒸餾塔系統(tǒng)中的每一個均具有單獨的過冷冷卻(subcooling)逆流換熱器，其可以獨立于另一個蒸餾塔系統(tǒng)的過冷冷卻逆流換熱器進行操作，并且更特別地，所述過冷冷卻逆流換熱器并不連接至源自蒸餾塔或通向另一個蒸餾塔系統(tǒng)的管線。

更特別地，這意味著雙蒸餾塔系統(tǒng)為可相互獨立操作的。

本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求13至15、通過低溫分餾空氣來獲得氧氣的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法可以通過與單獨的、數(shù)個或者所有從屬權(quán)利要求裝置的技術(shù)特征相應的方法特征來補充。

本發(fā)明的優(yōu)點特別是在具有多線構(gòu)造的特別大型的裝置中證明。

本發(fā)明以及本發(fā)明進一步的細節(jié)在下文通過參考以示意的形式示出的工作實施例和附圖來詳細說明。附圖示出：

圖1所示為根據(jù)本發(fā)明具有蒸餾塔系統(tǒng)的完整裝置的第一工作實施例，其具有雙渦輪系統(tǒng)，

圖2所示為僅具有一個制冷渦輪、一個空氣噴射渦輪的第二工作實施例，

圖3所示為具有加壓氮氣渦輪的第三工作實施例，

圖4所示為具有不純氮氣渦輪的第四雙塔系統(tǒng)，

圖5所示為根據(jù)本發(fā)明具有雙蒸餾塔系統(tǒng)(“雙塔”)的第五工作實施例，

圖6所示為對于具有液體旁通的氬氣塔冷凝器，具有第一閉合回路控制概念的低壓塔的詳細視圖，

圖7所示為對于氬氣塔內(nèi)的轉(zhuǎn)化，具有閉合回路控制閥的其它閉合回路控制概念，

圖8所示為對于源自高壓塔的粗氧氣、圖7的不具有單獨填充物部分的改進例，

圖9至11所示為具有完整氬氣回收的三種實施方式，和

圖12所示為衍生自圖6和7的第三閉合回路控制概念。

圖1示出了具有單蒸餾塔系統(tǒng)的裝置。這種蒸餾塔系統(tǒng)的低壓塔構(gòu)造在圖6中詳細示出(在下文中提及的某些附圖標記僅在圖6中示出)。圖1的工作實施例的蒸餾塔系統(tǒng)具有高壓塔101、低壓塔102、主冷凝器103和氬氣塔152。

主冷凝器103在所述實施例中由三級級聯(lián)蒸發(fā)器、即多層袋式蒸發(fā)器形成。塔對101/102以雙塔的形式來設(shè)置。氬氣塔152置于低壓塔102的中部傳質(zhì)區(qū)130內(nèi)。氬氣塔頂部冷凝器155位于低壓塔102內(nèi)、中部傳質(zhì)區(qū)130的上方。低壓塔102還具有上部傳質(zhì)區(qū)131和下部傳質(zhì)區(qū)132(特別是參見圖6)。

圖1中所示的裝置具有用于環(huán)境空氣(AIR)的入口過濾器302，主空氣壓縮機303，空氣預冷單元304，空氣清潔單元305(典型地由一對分子篩吸附器形成)，具有下游冷卻器307的空氣增壓壓縮機306(BAC)，以及主換熱器308。主換熱器308容納于專用冷箱內(nèi)，所述專用冷箱與圍繞蒸餾塔系統(tǒng)的冷箱隔離。源自主換熱器308冷端的組合的壓縮空氣料流100被引入至高壓塔101內(nèi)。

在增壓壓縮機306內(nèi)增壓至其最終壓力的空氣在主換熱器308內(nèi)液化(或者，如果其壓力處于超臨界，那么就是偽液化)，并經(jīng)由管道311/111供給至蒸餾塔系統(tǒng)。

源自高壓塔101的氮氣料流104、114被引入至主冷卻器103的液化空間內(nèi)。在主冷卻器103的液化空間內(nèi)，液氮115由此形成，并且其至少第一部分作為第一液氮料流105導向至第一高壓塔101。

源自低壓塔102的液氧料流106由低壓塔102的最下端傳質(zhì)層107的下端流出，并由此被引入至主冷凝器103的蒸發(fā)空間內(nèi)。氣態(tài)氧在主冷凝器103的蒸發(fā)空間形成。所述氣態(tài)氧的至少第一部分被引入至第一低壓塔102內(nèi)，其中，其向下流至低壓塔102的最下端傳質(zhì)層107內(nèi)；根據(jù)需要，第二部分可以以氣態(tài)氧產(chǎn)物直接獲得，并在主換熱器308內(nèi)溫熱(在本實施例中未示出)。

用于低壓塔102的回流液109由富氮液體120形成，其在高壓塔101內(nèi)由中間點排出(或者可替換地由頂部直接排出)，并在過冷冷卻逆流換熱器123中冷卻。不純氮氣110由低壓塔102的頂部排出，并作為殘留氣體導向經(jīng)過過冷冷卻逆流換熱器123，并經(jīng)過管道32到達主換熱器308。

富氧底液料流151由高壓塔101排出，并在過冷冷卻逆流換熱器123中冷卻。在本實施例中，整個已冷卻的底液153被供給至低壓塔102的上部傳質(zhì)區(qū)。其與源自上方的回流液一起流至上部傳質(zhì)區(qū)的最下端部分。由這一部分流出的液體通過液體收集器133收集，并被引入至氬氣塔頂部冷凝器155的蒸發(fā)空間內(nèi)。氬氣塔頂部冷凝器155在這里根據(jù)本發(fā)明而被構(gòu)建為強制流動蒸發(fā)器。在頂部冷凝器155內(nèi)蒸發(fā)的餾分回流至上部傳質(zhì)區(qū)131，并且以液體形式保持的餾分157被供給至低壓塔102的中部傳質(zhì)區(qū)130內(nèi)。氬氣塔的富氬“產(chǎn)物”163以氣態(tài)形式由氬氣塔152或者其頂部冷凝器155移除，并通過管道164經(jīng)由單獨通道組引導經(jīng)過主換熱器308。

可替換地，可以將富氬餾分163和不純氮氣混合，并將混合物引導經(jīng)過主換熱器。

源自主換熱器的液態(tài)空氣111經(jīng)由管道111在中間點供給至高壓塔101。至少一部分127立即被再次排出，并經(jīng)由過冷冷卻器123引入，并經(jīng)由管道128進入低壓塔102的上部傳質(zhì)區(qū)內(nèi)，并且特別是位于底部餾分153的進料之上。經(jīng)由管道129，源自空氣噴射渦輪137的氣態(tài)空氣還可被引入至低壓塔102內(nèi)，與粗氧氣153處于相同的水平。

由蒸餾塔系統(tǒng)排出的主產(chǎn)物為源自主冷凝器103的蒸發(fā)空間的液態(tài)氧141，并且其經(jīng)由管道14至少部分地供給至內(nèi)部壓縮。這就涉及通過泵15的方式將液態(tài)氧14泵送至高產(chǎn)物壓力，在主換熱器308內(nèi)在高產(chǎn)物壓力下使之蒸發(fā)或者(如果壓力處于超臨界的話)偽蒸發(fā)，將其溫熱至約為環(huán)境溫度，并最終作為氣態(tài)壓縮氧產(chǎn)物GOXIC而排出。這是本實施例裝置的主產(chǎn)物。

所述裝置的另一種產(chǎn)物為壓縮氮氣，其直接由高壓塔101的頂部排出(管道104、142)，經(jīng)由管道42導引至主換熱器308，在其中溫熱并最終作為氣態(tài)壓縮氮氣產(chǎn)物MPGAN而獲得。其一部分可被用作為密封氣體。此外，在主冷凝器103內(nèi)產(chǎn)生的液態(tài)氮的一部分143可以經(jīng)由管道43供給至內(nèi)部壓縮(泵16)，并作為氣態(tài)高壓氮氣產(chǎn)物GANIC而獲得。所述裝置還可以供給液體產(chǎn)物LOX、LIN。

在一個具體的實施例中，低壓塔102內(nèi)的傳質(zhì)元件僅由結(jié)構(gòu)化填充物形成。低壓塔102的氧氣部分107所裝備的結(jié)構(gòu)化填充物的比表面積為750m²/m³，或者可替換地為1200m²/m³；在其它部分中，所述填充物的比表面積為750或500m²/m³。此外，低壓塔102可以具有氮氣部分，位于附圖中所示的傳質(zhì)區(qū)的上方；其同樣可裝備有特別致密的填充物(例如，出于降低塔高的目的，比表面積為1200m²/m³)。與之不同的是，其能夠在任意所提及部分內(nèi)組合具有不同比表面積的結(jié)構(gòu)化填充物。在本工作實施例中，氬氣塔152獨有地包含比表面積為1200m²/m³或者可替換地為750m²/m³的填充物。

在高壓塔101內(nèi)，傳質(zhì)元件僅由比表面積為1200m²/m³或者750m²/m³的結(jié)構(gòu)化填充物形成?？商鎿Q地，高壓塔101內(nèi)傳質(zhì)元件的至少一部分可以由常規(guī)的蒸餾塔板形成，例如由篩板形成。

圖1的系統(tǒng)構(gòu)建為雙渦輪方法，其具有中壓渦輪138和空氣噴射渦輪137。

圖2的工作實施例與圖1的不同之處在于，其被構(gòu)建為單渦輪系統(tǒng)。其僅具有一個空氣噴射渦輪，不具有中壓渦輪。

圖3與圖2幾乎相同，但是使用壓縮氮氣渦輪337來代替空氣噴射渦輪。其對以氣態(tài)形式由高壓塔101的頂部排出的壓縮氮氣142的一部分342進行操作。

在圖4中，所替代的是，渦輪料流442由高壓塔101的中間點排出，并在不純氮氣渦輪437內(nèi)做功膨脹。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的具有雙蒸餾塔系統(tǒng)的裝置。

圖5的工作實施例的第一蒸餾塔系統(tǒng)具有第一高壓塔101、第一低壓塔102、第一主冷凝器103和第一氬氣塔152。第二高壓塔201、第二低壓塔202、第二主冷凝器203和第二氬氣塔252形成在圖1中所示裝置中的第二蒸餾塔系統(tǒng)的一部分。

在本實施例中，主冷凝器103、203中的每一個均由三級級聯(lián)蒸發(fā)器形成。塔對101/102、201/202以兩個雙塔的形式來設(shè)置。氬氣塔152/252設(shè)置于低壓塔102、202的中部傳質(zhì)區(qū)內(nèi)。氬氣塔頂部冷凝器155、255在各個低壓塔102、202內(nèi)，位于中部傳質(zhì)區(qū)113、213上方，并根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建為強制流動蒸發(fā)器。低壓塔102、202的每個還具有位于氬氣塔頂部冷凝器155、255上方的上部傳質(zhì)區(qū)，以及位于氬氣塔152/252或中部傳質(zhì)區(qū)113、213下方的下部傳質(zhì)區(qū)。特別地，圖6中清楚地示出傳質(zhì)區(qū)在低壓塔內(nèi)的設(shè)置。

雙蒸餾塔系統(tǒng)中的每一個均獨立地控制。低壓塔內(nèi)的壓力例如可被單獨地設(shè)定和控制。這種去耦還降低了總體閉合回路控制的復雜性，并允許在兩個雙塔內(nèi)的任何制造公差可更好地補償。

在圖5中所示的裝置具有用于環(huán)境空氣(AIR)的入口過濾器302、主空氣壓縮機303、空氣預冷單元304、空氣清潔單元305(典型地由一對分子篩吸附器形成)、具有下游冷卻器307的增壓空氣壓縮機306(BAC)、和主換熱器308。主換熱器308容納于專用冷箱內(nèi)，其與圍繞蒸餾塔系統(tǒng)的冷箱隔離。源自主換熱器308冷端的組合的壓縮空氣料流99被分支為第一壓縮空氣子料流100和第二壓縮空氣子料流200。第一壓縮空氣子料流100被引入至第一高壓塔101內(nèi)，并且第二壓縮空氣子料流200被引入至第二高壓塔201內(nèi)。

在增壓壓縮機306內(nèi)增壓至其最終壓力的空氣在主換熱器308內(nèi)液化(或者如果其壓力為超臨界的，那么會被偽液化)，并經(jīng)由管道311供給至蒸餾塔系統(tǒng)，并在其中分支為料流111和112。

源自第一高壓塔101的第一氮氣料流104、114被引入至第一主冷凝器103的液化空間內(nèi)。液氮115在第一主冷凝器103的液化空間內(nèi)制成，并且其至少第一部分作為第一液氮料流105被導向至第一高壓塔101。

源自第二高壓塔201的第二氮氣料流204、214被引入至第二主冷凝器203的液化空間內(nèi)。液氮215在第二主冷凝器203的液化空間內(nèi)制成，并且其至少第一部分作為第二液氮料流205被導向至第二高壓塔201。

源自第一低壓塔102的第一液氧料流由第一低壓塔102的最下端傳質(zhì)層107的下端流出，并由此被引入至第一主冷凝器103的蒸發(fā)空間內(nèi)。氣態(tài)氧于第一主冷凝器103的蒸發(fā)空間內(nèi)形成。所述氣態(tài)氧氣的至少第一部分作為第一氧氣料流引入至第一低壓塔102內(nèi)，其中，其由下方流至第一低壓塔102的最下端傳質(zhì)層107內(nèi)；根據(jù)需要，第二部分可以直接作為氣態(tài)氧產(chǎn)物獲得，并在主換熱器308內(nèi)被溫熱。

源自第二低壓塔202的第二液氧料流由第二低壓塔202的最下端傳質(zhì)層207的下端流出，并由此被引入至第二主冷凝器203的蒸發(fā)空間內(nèi)。氣態(tài)氧于第二主冷凝器203的蒸發(fā)空間內(nèi)形成。所述氣態(tài)氧的至少第一部分作為第二氧氣料流被引入至第二低壓塔202內(nèi)，其中，其由底部流至第二低壓塔202的最下端傳質(zhì)層207內(nèi)；根據(jù)需要，第二部分可以直接作為氣態(tài)氧產(chǎn)物獲得，并在主換熱器308(未示出)內(nèi)被溫熱。

用于兩個低壓塔102、202的回流液109、209中的每一個均由富氮液體120、220形成，所述富氮液體120、220在兩個高壓塔101、201內(nèi)從中間點(或者可替換地直接從頂部)排出，并在過冷冷卻逆流換熱器123、223內(nèi)被冷卻。不純氮氣110、210從兩個低壓塔102、202的頂部排出，并在每種情況下作為殘留氣體被導向經(jīng)過一個過冷冷卻逆流換熱器123、223，并經(jīng)由共同的管道32被導向至主換熱器308。

一個富氧底液料流151、251從兩個高壓塔101、201的每一個排出，并在各自的過冷冷卻逆流換熱器123、223中冷卻。在本實施例中，整個已冷卻的底液153、253被供給至低壓塔102、202的上部傳質(zhì)區(qū)。其與源自上方的回流液一起流至上部傳質(zhì)區(qū)的最下端部分內(nèi)。由所述部分向下流動的液體通過液體收集器133、233來收集，并被引入至氬氣塔頂部冷凝器155、255的蒸發(fā)空間內(nèi)。氬氣塔頂部冷凝器155、255在這里根據(jù)本發(fā)明被構(gòu)建為強制流動蒸發(fā)器。在頂部冷凝器155、255內(nèi)已蒸發(fā)的餾分流回至上部傳質(zhì)區(qū)131、231內(nèi)，并且以液體形式157、257保持的餾分被供給至低壓塔102、202的中部傳質(zhì)區(qū)130內(nèi)。氬氣塔的富氬“產(chǎn)物”163、263以氣態(tài)形式由氬氣塔152、252或其頂部冷凝器155、255收回，并經(jīng)由管道164經(jīng)過分離通道組，導向通過主換熱器308。

可替換地，可以將富氬餾分163、263和不純氮氣110、210混合，并傳導混合物經(jīng)過主換熱器。

源自主換熱器的液體或者超臨界空氣311經(jīng)由管道111、211在中間點供給至高壓塔101、201。至少一部分127、227會立即再次收回，并被引導經(jīng)過過冷冷卻器123、323，并經(jīng)由管道128、228進入低壓塔102、202的上部傳質(zhì)區(qū)內(nèi)，位于底部餾分153、253供料的上方。源自空氣噴射渦輪137的氣態(tài)空氣也經(jīng)由管道129、229而被引入至低壓塔102、202內(nèi)，與粗氧氣153、253處于相同的水平。

由蒸餾塔系統(tǒng)排出的主產(chǎn)物為液氧141，其源自主冷凝器103、203的蒸發(fā)空間，并且其被組合和經(jīng)由管道14至少部分地供給至內(nèi)部壓縮。這涉及通過泵15的方式將液氧14泵至高產(chǎn)物壓力，在主換熱器308內(nèi)、在所述高產(chǎn)物壓力下使之蒸發(fā)或者(如果其壓力為超臨界的)偽蒸發(fā)，溫熱至約為環(huán)境溫度，并最終作為氣態(tài)壓縮氧氣產(chǎn)物GOXIC而被排出。這是本工作實施例裝置的主產(chǎn)物。

源自所述裝置的另一種產(chǎn)物為壓縮氮氣，其直接由高壓塔101、201的頂部(管道104、142和204、242)排出，經(jīng)過管道42一起被傳導至主換熱器308，在其中被溫熱并最終作為氣態(tài)壓縮氮氣產(chǎn)物MPGAN而獲得。其一部分可被用作為密封氣體。此外，在主冷凝器103、203中制造的液氮的一部分143、243可以經(jīng)由管道43而被供給至內(nèi)部壓縮(泵16)，并作為氣態(tài)高壓氮氣產(chǎn)物GANIC而獲得。

所述裝置還可以供給液體產(chǎn)物LOX、LIN。這些可以如所示的由每個蒸餾塔系統(tǒng)單獨地移除。

在一個特別的實施例中，兩個低壓塔102、202內(nèi)的傳質(zhì)元件僅由結(jié)構(gòu)化填充物形成。兩個低壓塔102、202的氧氣部分107、207所裝備的結(jié)構(gòu)化填充物的比表面積為750m²/m³，或者可替換地為1200m²/m³；在其它部分中，所述填充物的比表面積為750或500m²/m³。此外，兩個低壓塔102、202可以具有氮氣部分，其位于在附圖中所示的傳質(zhì)區(qū)的上方；其同樣可裝備有特別致密的填充物(例如，出于降低塔高的目的，比表面積為1200m²/m³)。與之不同的是，可以在任意所提及部分內(nèi)組合具有不同比表面積的結(jié)構(gòu)化填充物。在本工作實施例中，氬氣塔152、252僅包含比表面積為1200m²/m³或者可替換地為750m²/m³的填充物。

在高壓塔101、201內(nèi)，傳質(zhì)元件僅由比表面積為1200m²/m³或者750m²/m³的結(jié)構(gòu)化填充物形成?？商鎿Q地，兩個高壓塔101、201內(nèi)傳質(zhì)元件的至少一部分可以由常規(guī)蒸餾塔板形成，例如由篩板形成。

圖5的系統(tǒng)與圖1相類似地構(gòu)建為雙渦輪方法，具有中壓渦輪138和空氣噴射渦輪137?？商鎿Q地，在圖5的具有雙蒸餾塔系統(tǒng)的系統(tǒng)中，其還可以將使用圖2、3或4的渦輪構(gòu)型。

雙蒸餾塔系統(tǒng)中的每一個均單獨地控制。低壓塔內(nèi)的壓力例如可被分開地設(shè)定和控制。這種去耦還降低總體閉合回路控制復雜性，并允許在兩個雙塔內(nèi)的任何制造公差更好地得到補償。

參考圖6所示的細節(jié)，現(xiàn)在將說明氬氣塔和氬氣塔頂部冷凝器及其閉合回路控制的確切功能。所述細節(jié)可用于任意前述的工作實施例。

圖6僅示出雙塔101、102的一部分，其由高壓塔101的上端延伸至低壓塔的上部傳質(zhì)區(qū)131的第二填充物層，并且更特別地，其包含氬氣塔152和氬氣塔頂部冷凝器155。可以理解的是，圖6的工作實施例還用于其它的雙塔系統(tǒng)，例如低壓塔與高壓塔并排設(shè)置和/或主冷凝器設(shè)置于低壓塔外部的那些。

在主冷凝器103內(nèi)，液氧被蒸發(fā)，其由下部傳質(zhì)區(qū)132向下流動，或者在低壓塔的底部由液浴65吸入；與之相反，源自高壓塔101頂部的氣態(tài)氮被蒸發(fā)。(氮氣管道在圖6中未示出。)

液體收集器和分配器在圖6中并未示出，除以下示出的外，收集器133位于上部傳質(zhì)區(qū)131和氬氣塔頂部冷凝器155之間，兩個液體分配器44、420位于第一和第二傳質(zhì)空間134、135的頂部，液體分配器45位于底部傳質(zhì)區(qū)132的頂部。對于其余的，圖6為非常示意性的，并且通常不應當被認為是按尺寸的。

低壓塔的中部傳質(zhì)區(qū)130由豎直的扁平分隔壁136以氣密的方式分隔為第一傳質(zhì)空間134和第二傳質(zhì)空間135。第一傳質(zhì)空間134在向上的方向朝上部傳質(zhì)區(qū)131敞開，并在向下的方向朝下部傳質(zhì)區(qū)132敞開，意味著源自下部傳質(zhì)區(qū)132的氣體可以流至中部傳質(zhì)區(qū)131的第一傳質(zhì)空間134內(nèi)，源自第一傳質(zhì)空間134的氣體可以向上流出，進入低壓塔的上部傳質(zhì)區(qū)內(nèi)。第一傳質(zhì)空間134實現(xiàn)低壓塔的氬氣部分的功能，即傳質(zhì)區(qū)的功能，在常規(guī)裝置中，其恰位于氬氣轉(zhuǎn)變之上，包含氬氣的餾分將通過其而被傳至外部的粗氬氣塔或者氬氣塔。

形成氬氣塔152的第二傳質(zhì)空間135還同樣在向下的方向朝下部傳質(zhì)區(qū)132敞開；上升氣體流出低壓塔的下部傳質(zhì)區(qū)132，并以這種方式進入第二傳質(zhì)空間135。然而在其上端，第二傳質(zhì)空間135以氣密的方式與上部傳質(zhì)區(qū)131密封。向上方向的密封通過水平板36來實現(xiàn)-除了引導經(jīng)過其的管道37、37、41以外-所述水平板36為氣密的。在上部傳質(zhì)區(qū)131和中部傳質(zhì)區(qū)130之間的是氬氣塔頂部冷凝器155，其被構(gòu)建為冷凝器-蒸發(fā)器，在這里根據(jù)本發(fā)明被構(gòu)建為強制流動蒸發(fā)器。在本工作實施例中，其由單板式換熱器模塊構(gòu)成?？商鎿Q地，其還可以由并聯(lián)設(shè)置的兩個或更多個板式換熱器模塊形成。氬氣塔頂部冷凝器155的液化空間與氬氣塔152的頂部經(jīng)由氣體管道37和液體管道62、41流體連接。在這種情況下，源自氬氣塔152的頂部氣體經(jīng)由氣體管道37由第二傳質(zhì)空間135的上端流至液化空間，并在其中至少部分地液化。所產(chǎn)生的液體經(jīng)由管道62排出，經(jīng)由管道41回收至第二傳質(zhì)空間135內(nèi)，并通過液體分配器420的方式作為回流液在第二傳質(zhì)空間135的橫截面上分配至氬氣塔。以氣態(tài)形式保持的部分163由低壓塔102的容器排出，并如在圖1至5中所示的進一步處理。

由中部傳質(zhì)區(qū)130的兩個傳質(zhì)空間134、135流出的液體在液體收集器(未示出)內(nèi)收集。所述液體向前流至液體分配器45，所述液題分配器45將液體分配于整個塔的截面之上，并將其施加至下部傳質(zhì)區(qū)132。

類似于圖1，源自高壓塔101底部的粗氧氣153被引入至上部傳質(zhì)區(qū)131的兩個填充物部分之間?？諝饬狭?29在相同的位置引入，其已在先膨脹至約為低壓塔的壓力，以此來執(zhí)行作業(yè)(參見圖1、2和5中的空氣噴射渦輪137)。

此外，液態(tài)空氣128被引入至上部傳質(zhì)區(qū)131內(nèi)。實際上，源自上部傳質(zhì)區(qū)131的所有液體均收集于液體收集器133內(nèi)，并通過管道71引入至氬氣塔頂部冷凝器155的蒸發(fā)空間內(nèi)。這具有兩個優(yōu)點：

-經(jīng)由管道71流經(jīng)蒸發(fā)空間的液體量為特別大的。在氬氣塔頂部冷凝器中，優(yōu)選35％至55％、例如約45％的該液體量被蒸發(fā)。

-這種液體具有相對高的氧含量，由此具有相對高的蒸發(fā)溫度。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)特別小的溫差；在三個特定的實施例中，其為0.8K、1.0K或1.5K。這使得冷凝器內(nèi)的熱力學損失能夠保持為特別小。

對于強制流動蒸發(fā)器的效率來說，由此的高度過量的液體為顯著重要的。

兩相混合物經(jīng)由管道73從冷凝器155的蒸發(fā)空間顯現(xiàn)。液體組分L在第一傳質(zhì)空間134的頂部流至液體分配器44內(nèi)。蒸發(fā)的組分V向上回流至上部傳質(zhì)部分131內(nèi)。

氬氣塔頂部冷凝器155的閉合回路控制通過閉合回路控制方法1在圖6的工作實施例中實施，其需要旁通管道49/50以及閉合回路控制閥48。以此方式，氬氣塔頂部冷凝器155的性能得到控制。

少量相對富氮的液體流至分配器45內(nèi)，提高上升流出下部部分132的蒸氣中的氮氣含量，并據(jù)此還提高在整個氬氣塔152內(nèi)以及額外地在氬氣塔頂部冷凝器155的液化空間內(nèi)的氮氣含量。由此，在其中設(shè)置的這種控制管道和閥能夠控制冷凝器性能的降低。在本工作實施例中，在上部傳質(zhì)區(qū)131的下端從收集器133出來相對富氮的液體。

閉合回路控制閥48在穩(wěn)態(tài)運行時是閉合的，或者僅非常少量的液體流動經(jīng)過它。在偏離穩(wěn)態(tài)操作時，例如在負載變化時，通常小于5％的源自液體腔室133的全部液體71/49會流經(jīng)旁通管道，并在任意情況下均小于15％。

可替換地，其它閉合回路控制方法可采用，其中之一在下文詳細描述。

圖7示出一種替換方式的閉合回路控制方法2，在通向氬氣塔頂部冷凝器155的液化空間的氣體入口37內(nèi)具有閉合回路控制閥700。所述閥可被用于通過使用恰當?shù)睦淠郎囟葋碚{(diào)節(jié)冷凝壓力。這會直接影響冷凝器155內(nèi)的驅(qū)動溫差，并相應地還影響冷凝器性能或者氬氣塔152內(nèi)的轉(zhuǎn)化。所述閥可以通過氬氣塔內(nèi)的壓力差來控制(PDIC＝壓力差指示和控制，未示出)。

圖8與圖7的不同之處僅在于在由高壓塔的底部引入原始液氧153和位于上部傳質(zhì)區(qū)131下端的液體收集器133之間缺少傳質(zhì)區(qū)。換句話說，原始液氧被直接引入至液體收集器133內(nèi)，并據(jù)此進入冷凝器155的蒸發(fā)空間內(nèi)。

在圖12中示出閉合回路控制方法3。在這里，源自氬氣冷凝器155的蒸發(fā)空間的兩相混合物被引入至額外的容器1250內(nèi)。經(jīng)由管道1251，氣態(tài)組分V返回至低壓塔，從而使得其能夠作為上部傳質(zhì)部分131內(nèi)的上升蒸氣。液體組分L經(jīng)由管道1254在(氬氣部分的)第一傳質(zhì)空間134的頂部被引入至液體分配器44內(nèi)。借助于閉合回路控制閥1252，氬氣冷凝器155的蒸發(fā)空間內(nèi)的壓力以及由此其性能可被調(diào)節(jié)。

液體管道1254還同樣可以具有閉合回路控制閥?？商鎿Q地，液流通過在容器1250底部例如開口形式的固定隔膜來控制。其尺寸應為這樣的，即根據(jù)容器內(nèi)的壓力，容器中的液位可以在容器上限和下限之間變化。

圖9為基于圖2的，但是其完全回收氬氣，其中，源自氬氣塔的頂部產(chǎn)物963中的氧含量例如下降至0.1至100ppm?；旧喜缓鯕獾臍鍤?63隨后會被供給至純氬塔，在所述純氬塔中進行氬氣-氮氣分離。出于低氧含量是所必要的這一目的，在分隔壁部分135內(nèi)的幾個理論塔板是不夠的。因此，使用幾乎標準長度的粗氬氣塔900，利用低壓塔102的分隔壁部分內(nèi)的第二傳質(zhì)空間135作為原始氬氣精餾的最上端傳質(zhì)區(qū)。出于此目的，第二傳質(zhì)空間135必須在其下端例如通過半圓形板氣密密封。在所述板的下方，包含氬氣的氣體901由低壓塔102排出，并供給至粗氬氣塔900的底部。源自粗氬氣塔900的底液902以相反的方向在低壓塔102內(nèi)的相同位置傳導。粗氬氣塔的頂部經(jīng)由管道903(用于氣體)和904(用于液體)與第二傳質(zhì)空間135的下端流體連接。如根據(jù)圖1至7所知的，其上端連接至氬氣塔頂部冷凝器155。

在圖10的工作實施例中，第二傳質(zhì)空間135在底端敞開，并且在這一方面，與圖1至5相類似地進行操作。然而，其頂部并未直接連接至氬氣頂部冷凝器155，而是經(jīng)由管道905和906連接至粗氬氣塔900的底部。粗氬氣塔的頂部經(jīng)由管道907和908與氬氣塔頂部冷凝器的液化空間流體連接。

圖11示出在低壓塔內(nèi)不具有分隔壁部分的工作實施例。氬氣塔在這里僅由單獨的粗氬氣塔900構(gòu)成，類似于圖10，其頂部連接(907、908)至氬氣塔頂部冷凝器155。類似于圖9，圖11的粗氬氣塔900的底部連接(901、902)至低壓塔102內(nèi)恰當?shù)闹虚g點。