本技術(shù)涉及反流膨脹供給壓縮空氣的空分設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種利用雙循環(huán)膨脹制冷工藝供給精餾原料的空分裝置。

背景技術(shù)：

1、深冷法分離空氣即在低溫狀態(tài)下利用各組分沸點(diǎn)的不同而進(jìn)行分離的過(guò)程。相平衡存在于兩組分以及多組分的精餾分離當(dāng)中，兩組分以及多組分之間的相平衡是空分精餾的基礎(chǔ)。具體工藝如下：空氣首先進(jìn)入自潔式空氣吸入過(guò)濾器，在空氣吸入過(guò)濾器中除去灰塵和其它顆粒雜質(zhì)然后進(jìn)人主空壓機(jī)，經(jīng)過(guò)多級(jí)壓縮后進(jìn)入空冷塔壓縮機(jī)級(jí)間的熱量被中間冷卻器中的冷卻水帶走增壓機(jī)則對(duì)部分凈化后的空氣或者氮?dú)膺M(jìn)一步增壓，增壓后的介質(zhì)去膨脹機(jī)系統(tǒng)，或被冷卻為高壓液體為精餾系統(tǒng)提供冷量。空氣在進(jìn)入分子篩吸附器前在空冷塔中冷卻以盡可能降低空氣溫度減少空氣中水含量從而降低分子篩吸附器的工作負(fù)荷，并對(duì)空氣進(jìn)行洗滌。進(jìn)入空冷塔上部的冷凍水，冷水機(jī)組進(jìn)行冷卻后，然后再進(jìn)入空冷塔上部。分子篩純化系統(tǒng)由兩臺(tái)分子篩吸附器、蒸汽加熱器組成，并提供一臺(tái)蒸汽加熱器作為蒸汽加熱器的備用裝置。分子篩吸附器吸附空氣中的水分、二氧化碳和一些碳?xì)浠衔?，兩臺(tái)分子篩吸附器一臺(tái)工作，另一臺(tái)再生。再生氣的加熱由蒸汽在蒸汽加熱器中完成。出吸附器的空氣分為兩部分:一部分直接進(jìn)入主換熱器冷卻后進(jìn)入下塔；另一部分通過(guò)空氣增壓機(jī)進(jìn)一步壓縮，中抽出一股經(jīng)過(guò)膨脹機(jī)增壓端的壓縮及后冷卻器的冷卻，再進(jìn)入主換熱器被冷卻，經(jīng)膨脹機(jī)膨脹后進(jìn)入下塔，從空氣增壓機(jī)末級(jí)排出的空氣經(jīng)增壓機(jī)后冷卻器冷卻后送入冷箱經(jīng)主換熱器冷卻變?yōu)橐后w后節(jié)流進(jìn)入下塔。經(jīng)過(guò)下塔、上塔、粗氬塔與精氬塔精餾后得到所需產(chǎn)品復(fù)熱后送出冷箱。

2、上述精餾工藝發(fā)生在經(jīng)典的以上塔、主冷凝蒸發(fā)器以及下塔所組成的精餾主塔內(nèi)，精餾主塔技術(shù)目的則是進(jìn)行氮氧分離。在精餾主塔工藝無(wú)法達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行，精餾主塔的上塔內(nèi)的回流液的液量達(dá)到不到預(yù)設(shè)要求時(shí)則無(wú)法形成進(jìn)行氧氬分離，則無(wú)法供給成品液氧和成品氮?dú)狻６s主塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)回流液的液量達(dá)標(biāo)的最基礎(chǔ)要求則是實(shí)現(xiàn)下塔有足夠的富氧液空輸送給上塔來(lái)滿足上塔的精餾所需；則開(kāi)車階段如果能夠縮短下塔形成富氧液空的時(shí)間，則更容易增加上塔的回流冷凝液以及精餾原料，從而實(shí)現(xiàn)增加上塔內(nèi)用于進(jìn)行氧氬分離的粗產(chǎn)品以便于進(jìn)行氧氬分離實(shí)現(xiàn)精餾主塔達(dá)到開(kāi)車要求向外供給合格的氧氣、液氧、氮?dú)庖约耙旱?，從而降低企業(yè)的開(kāi)車成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種能夠降低進(jìn)入下塔壓縮空氣的溫度并且縮短下塔底部形成富氧液空的時(shí)間的利用雙循環(huán)膨脹制冷工藝供給精餾原料的空分裝置，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中缺陷。

2、本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種利用雙循環(huán)膨脹制冷工藝供給精餾原料的空分裝置，包括供空分裝置中的氣體進(jìn)行熱交換的主換熱器和精餾塔，所述的精餾塔從上至下依次包括上塔、主冷凝換熱器和下塔，所述的主換熱器上設(shè)置有第一空氣輸送管、第二空氣輸送管、空氣回流管和液態(tài)空氣輸送管，第一空氣輸送管和下塔通過(guò)液態(tài)空氣輸送管相連通，第一空氣輸送管沿著第一空氣輸送管的進(jìn)口端至第一空氣輸送管的出口端方向依次設(shè)置有第一透平膨脹機(jī)的增壓端、第一副換熱器的熱源通道和第一透平膨脹機(jī)的膨脹端，第一透平膨脹機(jī)的膨脹端和第二空氣輸送管之間通過(guò)空氣回流管相連通，第二空氣輸送管沿著第二空氣輸送管的進(jìn)口端至第二空氣輸送管的出口端方向依次設(shè)置有第三空氣輸送管的進(jìn)口端、第二透平膨脹機(jī)的增壓端以及第二透平膨脹機(jī)的膨脹端，第二透平膨脹機(jī)的膨脹端和下塔通過(guò)第四空氣輸送管相連通，第一空氣輸送管的進(jìn)口端和第三空氣輸送管的出口端相連通。

3、優(yōu)選的，所述的主換熱器位于第一副換熱器和第一透平膨脹機(jī)的膨脹端之間，主換熱器和第一透平膨脹機(jī)的膨脹端之間的第一空氣輸送管以及液態(tài)空氣輸送管均分別設(shè)置有第一調(diào)節(jié)閥，主換熱器和第一透平膨脹機(jī)的增壓端之間的第一空氣輸送管上設(shè)置有第一溫度傳感器。

4、優(yōu)選的，所述的第三空氣輸送管和第二透平膨脹機(jī)的增壓端之間的第二空氣輸送管以及第三空氣輸送管上均分別設(shè)置有第一氣體流量傳感器和第二調(diào)節(jié)閥。

5、優(yōu)選的，所述的第一空氣輸送管的進(jìn)口端和主換熱器之間的空氣回流管沿著靠近第一空氣輸送管的進(jìn)口端至遠(yuǎn)離第一空氣輸送管的進(jìn)口端的方向上依次設(shè)置有空氣壓縮機(jī)組、第二溫度傳感器和第二氣體流量傳感器。

6、優(yōu)選的，所述的第一副換熱器冷源通道的進(jìn)口端上設(shè)置有冷卻水輸入管，第一副換熱器冷源通道的進(jìn)口端上設(shè)置有冷卻水輸出管，冷卻水輸入管上設(shè)置有第三溫度傳感器。

7、優(yōu)選的，所述的第一副換熱器和第一透平膨脹機(jī)的增壓端之間的第一空氣輸送管上設(shè)置有第三氣體流量傳感器。

8、本實(shí)用新型有益效果是：首先，本實(shí)用新型利用反流膨脹實(shí)現(xiàn)了進(jìn)入下塔的精餾原料中存在液態(tài)壓縮空氣以及經(jīng)膨脹冷卻后的低溫壓縮空氣，利用液態(tài)壓縮空氣和低溫壓縮空氣進(jìn)行逆流換熱從而快速形成富氧液空，從而輸送給上塔作為上塔的精餾原料，縮短了上塔形成穩(wěn)定的下降液流用于后續(xù)氧氬分離，從而縮短了整體的空分系統(tǒng)的開(kāi)車時(shí)間，降低了企業(yè)的開(kāi)車成本。

9、其次，本實(shí)用新型所述的第一副換熱器和第一透平膨脹機(jī)的增壓端之間的第一空氣輸送管上設(shè)置有第三氣體流量傳感器；安裝第三氣體流量傳感器便于反饋通過(guò)第一空氣輸送管輸送的氣體介質(zhì)的流量參數(shù)。

10、最后，本實(shí)用新型冷卻水輸入管上設(shè)置有第三溫度傳感器；便于反饋輸送給第一副換熱器冷源通道冷卻水的溫度參數(shù)。

11、本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，設(shè)計(jì)巧妙，大大提高了工作效率，具有很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，是易于推廣使用的產(chǎn)品。

技術(shù)特征：

1.一種利用雙循環(huán)膨脹制冷工藝供給精餾原料的空分裝置，包括供空分裝置中的氣體進(jìn)行熱交換的主換熱器（1）和精餾塔，所述的精餾塔從上至下依次包括上塔（2）、主冷凝換熱器（3）和下塔（4），其特征在于：所述的主換熱器（1）上設(shè)置有第一空氣輸送管（5）、第二空氣輸送管（6）、空氣回流管（7）和液態(tài)空氣輸送管（8），第一空氣輸送管（5）和下塔（4）通過(guò)液態(tài)空氣輸送管（8）相連通，第一空氣輸送管（5）沿著第一空氣輸送管（5）的進(jìn)口端至第一空氣輸送管（5）的出口端方向依次設(shè)置有第一透平膨脹機(jī)（9）的增壓端、第一副換熱器（10）的熱源通道和第一透平膨脹機(jī)（9）的膨脹端，第一透平膨脹機(jī)（9）的膨脹端和第二空氣輸送管（6）之間通過(guò)空氣回流管（7）相連通，第二空氣輸送管（6）沿著第二空氣輸送管（6）的進(jìn)口端至第二空氣輸送管（6）的出口端方向依次設(shè)置有第三空氣輸送管（11）的進(jìn)口端、第二透平膨脹機(jī)（12）的增壓端以及第二透平膨脹機(jī)（12）的膨脹端，第二透平膨脹機(jī)（12）的膨脹端和下塔（4）通過(guò)第四空氣輸送管（13）相連通，第一空氣輸送管（5）的進(jìn)口端和第三空氣輸送管（11）的出口端相連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用雙循環(huán)膨脹制冷工藝供給精餾原料的空分裝置，其特征在于：所述的主換熱器（1）位于第一副換熱器（10）和第一透平膨脹機(jī)（9）的膨脹端之間，主換熱器（1）和第一透平膨脹機(jī)（9）的膨脹端之間的第一空氣輸送管（5）以及液態(tài)空氣輸送管（8）均分別設(shè)置有第一調(diào)節(jié)閥（14），主換熱器（1）和第一透平膨脹機(jī)（9）的增壓端之間的第一空氣輸送管（5）上設(shè)置有第一溫度傳感器（15）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用雙循環(huán)膨脹制冷工藝供給精餾原料的空分裝置，其特征在于：所述的第三空氣輸送管（11）和第二透平膨脹機(jī)（12）的增壓端之間的第二空氣輸送管（6）以及第三空氣輸送管（11）上均分別設(shè)置有第一氣體流量傳感器（16）和第二調(diào)節(jié)閥（17）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用雙循環(huán)膨脹制冷工藝供給精餾原料的空分裝置，其特征在于：所述的第一空氣輸送管（5）的進(jìn)口端和主換熱器（1）之間的空氣回流管（7）沿著靠近第一空氣輸送管（5）的進(jìn)口端至遠(yuǎn)離第一空氣輸送管（5）的進(jìn)口端的方向上依次設(shè)置有空氣壓縮機(jī)組（18）、第二溫度傳感器（19）和第二氣體流量傳感器（20）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用雙循環(huán)膨脹制冷工藝供給精餾原料的空分裝置，其特征在于：所述的第一副換熱器（10）冷源通道的進(jìn)口端上設(shè)置有冷卻水輸入管（21），第一副換熱器（10）冷源通道的進(jìn)口端上設(shè)置有冷卻水輸出管（22），冷卻水輸入管（21）上設(shè)置有第三溫度傳感器（23）。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用雙循環(huán)膨脹制冷工藝供給精餾原料的空分裝置，其特征在于：所述的第一副換熱器（10）和第一透平膨脹機(jī)（9）的增壓端之間的第一空氣輸送管（5）上設(shè)置有第三氣體流量傳感器（24）。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種利用雙循環(huán)膨脹制冷工藝供給精餾原料的空分裝置，包括主換熱器和精餾塔，精餾塔括上塔、主冷凝換熱器和下塔，主換熱器上設(shè)置有第一空氣輸送管和第二空氣輸送管，第一空氣輸送管和下塔通過(guò)液態(tài)空氣輸送管相連通，第一空氣輸送管設(shè)置有第一透平膨脹機(jī)的增壓端、第一副換熱器和第一透平膨脹機(jī)的膨脹端，第一透平膨脹機(jī)的膨脹端和第二空氣輸送管之間通過(guò)空氣回流管相連通，第二空氣輸送管設(shè)置有第三空氣輸送管、第二透平膨脹機(jī)的增壓端和第二透平膨脹機(jī)的膨脹端，第二透平膨脹機(jī)和下塔通過(guò)第四空氣輸送管相連通，第一空氣輸送管和第三空氣輸送管相連通?？s短下塔底部形成富氧液空的時(shí)間，本技術(shù)具有廣泛的市場(chǎng)前景。

技術(shù)研發(fā)人員：游超攏,韓世武,郭昭瀚
受保護(hù)的技術(shù)使用者：開(kāi)封市鑫聯(lián)空分設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231213
技術(shù)公布日：2024/10/10