本申請(qǐng)涉及空分設(shè)備，尤其是涉及一種全低壓外壓縮空分系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、空分是根據(jù)空氣中不同組分沸點(diǎn)不同的原理，通過深冷方法，將空氣中的氧氣、氮?dú)夂蜌鍤獾葰怏w從空氣中分離出來(lái)。由于全低壓空分上塔上部的回流比大于最小回流比較多，即富裕量較大，為了充分利用該部分多余回流液的精餾潛力，傳統(tǒng)的外壓縮空分工藝通常將膨脹機(jī)后的部分空氣送入上塔上部參與精餾，以回收該部分空氣中的氧、氮。

2、但是，將膨脹空氣直接送入上塔后，會(huì)導(dǎo)致上塔底部的主冷凝蒸發(fā)器的復(fù)合減少，塔內(nèi)上升氣量降低，上塔富氬區(qū)下移，進(jìn)而導(dǎo)致上塔氬餾分抽口處的氮含量以及液氧產(chǎn)品中的氬含量上升，這一定程度上影響了空分的氬提取率和液氧產(chǎn)品純度，故而送入上塔的膨脹空氣量一般不會(huì)超過入塔空氣總量的11％。而當(dāng)為了彌補(bǔ)空分冷損所需要的膨脹空氣總量大于上述比例時(shí)，只能將部分送入上塔，剩余部分則旁通至污氮管路，造成這部分空氣中的氧、氬流失，致使空分氧、氬的整體提取率降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種全低壓外壓縮空分系統(tǒng)，以在一定程度上抵消膨脹空氣進(jìn)入上塔的幅面影響，提高空分的氧、氬提取率。

2、本發(fā)明提供了一種全低壓外壓縮空分系統(tǒng)，包括主塔和輔蒸發(fā)器；

3、所述主塔包括上塔、下塔以及設(shè)于所述上塔和所述下塔之間的主冷凝蒸發(fā)器，所述上塔底部的液氧與所述下塔頂部的氮?dú)庠谒鲋骼淠舭l(fā)器處進(jìn)行換熱，使所述上塔底部的液氧受熱汽化；

4、所述上塔的塔體上設(shè)有膨脹空氣入口，所述輔蒸發(fā)器也設(shè)于所述上塔和所述下塔之間，所述輔蒸發(fā)器用于加熱所述上塔底部的液氧，使所述上塔底部的液氧汽化。

5、進(jìn)一步地，所述的全低壓外壓縮空分系統(tǒng)還包括粗氬塔，所述上塔分餾出來(lái)的氬餾分送往所述粗氬塔進(jìn)行精餾；

6、所述輔蒸發(fā)器為具有冷凝側(cè)和蒸發(fā)側(cè)的輔冷凝蒸發(fā)器，所述上塔底部的液氧流經(jīng)所述蒸發(fā)側(cè)，所述粗氬塔的塔體上設(shè)有粗氬氣抽口，所述粗氬氣抽口與所述冷凝側(cè)的進(jìn)口相連通，以從所述粗氬塔抽提粗氬氣送往所述冷凝側(cè)參與換熱。

7、進(jìn)一步地，所述粗氬塔的塔體上設(shè)有回流口，所述回流口與所述冷凝側(cè)的出口相連通，以將所述粗氬氣經(jīng)所述冷凝側(cè)后形成的粗液氬作為回流液送回所述粗氬塔。

8、進(jìn)一步地，所述冷凝側(cè)的進(jìn)口與所述粗氬氣抽口通過第一管路相連通，所述第一管路上設(shè)有粗氬氣壓縮機(jī)，以對(duì)送往所述冷凝側(cè)的粗氬氣進(jìn)行加壓。

9、進(jìn)一步地，所述冷凝側(cè)的出口與所述回流口通過第二管路相連通，所述第二管路上設(shè)有粗液氬低溫泵。

10、進(jìn)一步地，從所述粗氬塔抽提出的粗氬氣的壓力為30±5kpag，溫度為93±1k。

11、進(jìn)一步地，經(jīng)所述粗氬氣壓縮機(jī)后的粗氬氣的壓力為40±5kpag，溫度為94.5±1k。

12、進(jìn)一步地，所述主冷凝蒸發(fā)器與所述輔蒸發(fā)器沿所述上塔的徑向方向間隔設(shè)置。

13、進(jìn)一步地，所述主冷凝蒸發(fā)器與所述輔蒸發(fā)器沿所述上塔的塔高方向間隔設(shè)置。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

15、本發(fā)明提供的全低壓外壓縮空分系統(tǒng)，包括主塔和輔蒸發(fā)器，主塔包括上塔、下塔和主冷凝蒸發(fā)器，主冷凝蒸發(fā)器設(shè)于上塔和下塔之間，精餾過程中，上塔的底部產(chǎn)生液氧，下塔的頂部產(chǎn)生氮?dú)?，上塔底部的液氧與下塔頂部的氮?dú)庠谥骼淠舭l(fā)器處進(jìn)行換熱，使上塔底部的部分液氧受熱汽化，以于上塔的塔內(nèi)形成上升氣。

16、空分系統(tǒng)在主塔的前方設(shè)有原料處理單元(圖中未示出)，原料處理單元包括膨脹機(jī)，壓縮空氣進(jìn)入主塔作為原料參與精餾之前，需要經(jīng)過膨脹機(jī)進(jìn)行膨脹，以降低溫度和壓力。上塔的塔體上設(shè)有膨脹空氣入口，壓縮空氣經(jīng)膨脹機(jī)后，部分送往下塔作為原料空氣參與精餾，部分則通過上塔的膨脹空氣入口送入上塔參與精餾，以回收這部分空氣中的氧、氮以氬等餾分。

17、同時(shí)，上塔和下塔之間設(shè)有輔蒸發(fā)器，輔蒸發(fā)器用于對(duì)上塔底部的回流液(即液氧)進(jìn)行加熱，使部分回流液能夠在輔蒸發(fā)器的作用下汽化，形成上升氣；從而利用輔蒸發(fā)器配合主冷凝蒸發(fā)器，增加上塔底部的上升氣量，以在一定程度上抵消膨脹空氣所帶來(lái)的負(fù)面影響；同時(shí)，也能夠在一定程度上提高送入上塔的膨脹空氣量，使其中的氧、氮以及氬餾分得以回收，從而提高空分系統(tǒng)整體的氧、氮以及氬餾分的提取率。

技術(shù)特征：

1.一種全低壓外壓縮空分系統(tǒng)，其特征在于，包括主塔和輔蒸發(fā)器；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全低壓外壓縮空分系統(tǒng)，其特征在于，還包括粗氬塔，所述上塔分餾出來(lái)的氬餾分送往所述粗氬塔進(jìn)行精餾；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全低壓外壓縮空分系統(tǒng)，其特征在于，所述粗氬塔的塔體上設(shè)有回流口，所述回流口與所述冷凝側(cè)的出口相連通，以將所述粗氬氣經(jīng)所述冷凝側(cè)后形成的粗液氬作為回流液送回所述粗氬塔。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全低壓外壓縮空分系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝側(cè)的進(jìn)口與所述粗氬氣抽口通過第一管路相連通，所述第一管路上設(shè)有粗氬氣壓縮機(jī)，以對(duì)送往所述冷凝側(cè)的粗氬氣進(jìn)行加壓。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全低壓外壓縮空分系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝側(cè)的出口與所述回流口通過第二管路相連通，所述第二管路上設(shè)有粗液氬低溫泵。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全低壓外壓縮空分系統(tǒng)，其特征在于，從所述粗氬塔抽提出的粗氬氣的壓力為30±5kpag，溫度為93±1k。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全低壓外壓縮空分系統(tǒng)，其特征在于，經(jīng)所述粗氬氣壓縮機(jī)后的粗氬氣的壓力為40±5kpag，溫度為94.5±1k。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全低壓外壓縮空分系統(tǒng)，其特征在于，所述主冷凝蒸發(fā)器與所述輔蒸發(fā)器沿所述上塔的徑向方向間隔設(shè)置。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全低壓外壓縮空分系統(tǒng)，其特征在于，所述主冷凝蒸發(fā)器與所述輔蒸發(fā)器沿所述上塔的塔高方向間隔設(shè)置。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及空分設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種全低壓外壓縮空分系統(tǒng)?？辗窒到y(tǒng)，包括主塔和輔蒸發(fā)器，主塔包括上塔、下塔和設(shè)于二者之間的主冷凝蒸發(fā)器，主冷凝蒸發(fā)器利用下塔底部的氮?dú)鈱?duì)上塔底部的液氧進(jìn)行加熱汽化；上塔的塔體上設(shè)有膨脹空氣入口，空分系統(tǒng)中壓縮空氣經(jīng)膨脹機(jī)后，部分送往下塔作為原料空氣參與精餾，部分則通過膨脹空氣入口送入上塔參與精餾。輔蒸發(fā)器也設(shè)于上塔和下塔之間，以對(duì)上塔底部的回流液即液氧進(jìn)行加熱汽化，形成上升氣；從而利用輔蒸發(fā)器配合主冷凝蒸發(fā)器，增加上塔底部的上升氣量，抵消膨脹空氣所帶來(lái)的負(fù)面影響；同時(shí)，也能夠提高送入上塔的膨脹空氣量，進(jìn)而提高空分系統(tǒng)整體的氧、氮以及氬餾分的提取率。

技術(shù)研發(fā)人員：殷黎航,任文,何梅勇,范小華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中科富海（杭州）氣體工程科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10