專利名稱：用于通過低溫蒸餾分離空氣的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通過低溫蒸餾分離空氣的方法和設(shè)備。本發(fā)明具體涉及用于生產(chǎn)高壓氧和/或氮的方法和設(shè)備。
本發(fā)明是對(duì)2003年5月5日提交的法國專利申請(qǐng)No.0350141和No.0350142中所述的發(fā)明的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
由空氣分離設(shè)備生產(chǎn)的氣態(tài)氧通常處于約20到50巴的高壓?；镜恼麴s方法通常是在以1.4到4巴的壓力運(yùn)行的低壓塔的底部生產(chǎn)氧的雙塔方法。必須通過氧壓縮機(jī)或通過泵壓液體方法將氧壓縮到較高的壓力。由于與氧壓縮機(jī)有關(guān)的安全問題，目前大多數(shù)制氧設(shè)備都基于泵壓液體方法。為了汽化高壓液態(tài)氧，有必要設(shè)置附加的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的增壓壓縮機(jī)，以將一部分供給空氣或氮提高到40-80巴范圍內(nèi)的壓力。實(shí)質(zhì)上，用增壓機(jī)替代了氧壓縮機(jī)。
為了簡化制氧設(shè)備，希望減少馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)的數(shù)量。如果能夠不使用增壓機(jī)而對(duì)設(shè)備性能的影響不大，則可以在能耗方面顯著降低成本。另外，考慮用于常規(guī)制氧設(shè)備的空氣凈化裝置可以在約5-7巴的壓力下運(yùn)行，該運(yùn)行壓力基本為高壓塔的壓力，希望將該壓力提高到更高的水平以使設(shè)備更緊湊而且成本更少。
美國專利5,475,980中所述的冷壓縮方法提供了一種采用單個(gè)空氣壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)制氧設(shè)備的技術(shù)。在此方法中，待蒸餾的空氣在主換熱器中冷卻，然后通過由向雙塔方法的高壓塔中排氣的膨脹機(jī)驅(qū)動(dòng)的增壓壓縮機(jī)進(jìn)一步壓縮。這樣，空氣壓縮機(jī)的排氣壓力在15巴左右，該壓力范圍也非常有利于凈化裝置。此方法的一個(gè)不利點(diǎn)在于由于通常用于冷壓縮設(shè)備的附加的流動(dòng)循環(huán)，主換熱器的尺寸增加?？梢酝ㄟ^增大換熱器的溫差減小換熱器的尺寸。但是，這樣將導(dǎo)致能源使用效率不高并且壓縮機(jī)排氣壓力升高，因此，成本增加。圖1對(duì)該現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行說明，其中，系統(tǒng)中添加了一油壓制動(dòng)器以耗散制冷所需的能量。在較大的設(shè)備中，可以使用膨脹機(jī)代替該油壓制動(dòng)器。
在圖1中，所有的供給空氣在壓縮機(jī)1中壓縮、在凈化裝置2中凈化、然后作為流11送到換熱器5的高溫端。所有供給空氣冷卻到中間溫度、作為流7從換熱器排出、然后在冷壓縮機(jī)8中壓縮。將壓縮流9以較高的中間溫度送回?fù)Q熱器、冷卻到低于冷壓縮機(jī)8的進(jìn)口溫度的溫度、然后分成兩部分。將流15送到由壓縮機(jī)8和油壓制動(dòng)器制動(dòng)的克勞德(Claude)膨脹機(jī)13。剩余的空氣10在換熱器中液化并分成兩部分，一部分送到高壓塔30，其余部分34送到低壓塔31。
使富氧液流28膨脹，并從高壓塔送到低壓塔。使富氮液流29膨脹，并從高壓塔送到低壓塔。從高壓塔的頂部取出高壓氣態(tài)氮14，然后在換熱器中使其升溫，以形成成品流24。從低壓塔31的底部取出液態(tài)氧20、通過泵21加壓、然后作為流22送到換熱器5，在換熱器5中該液態(tài)氧通過與加壓空氣10熱交換而汽化以形成氣態(tài)加壓氧23。從低壓塔31取出頂部富氮?dú)饬?5，使其在換熱器5中升溫，然后形成流26。
現(xiàn)有技術(shù)如美國專利5,379,598、5,596,885、5,901,576以及6,626,008中也說明了一些不同形式的冷壓縮方法。
在美國專利5,379,598中，一部分進(jìn)給空氣通過增壓壓縮機(jī)然后通過冷壓縮機(jī)進(jìn)一步壓縮，以產(chǎn)生汽化氧所需的加壓流。此方法仍然具有至少兩個(gè)壓縮機(jī)，并且凈化裝置仍在低壓下運(yùn)行。
在美國專利5,596,885中，一部分進(jìn)給空氣在暖增壓機(jī)(warm booster)中進(jìn)一步壓縮，同時(shí)至少一部分空氣在冷增壓機(jī)中進(jìn)一步壓縮。來自兩個(gè)增壓機(jī)的空氣被液化，并且部分經(jīng)過冷壓縮的空氣在克勞德膨脹機(jī)中膨脹。
美國專利5,901,576描述了多個(gè)冷壓縮方法的布置，該冷壓縮方法利用高壓塔底部的汽化的富液的膨脹或高壓氮的膨脹來驅(qū)動(dòng)冷壓縮機(jī)。在一些情況下，也使用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的冷壓縮機(jī)。這些方法中供給空氣的壓力約為高壓塔的壓力，并且，在多數(shù)情況下也需要增壓壓縮機(jī)。
美國專利6,626,008說明了利用冷壓縮機(jī)以改進(jìn)蒸餾方法的熱泵循環(huán)，該蒸餾方法用于生產(chǎn)用于雙蒸發(fā)器氧處理的低純度的氧。此類方法也通常采用低空氣壓力和增壓壓縮機(jī)。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種方案以簡化壓縮系并減小凈化裝置尺寸從而克服常規(guī)方法的不便之處。此外，可以獲得低能耗。從而可以降低制氧設(shè)備的總產(chǎn)品成本。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種在包括高壓塔和低壓塔的塔系統(tǒng)內(nèi)通過低溫蒸餾分離空氣的方法，該方法包括以下步驟i)在第一壓縮機(jī)中將所有供給空氣壓縮到第一出口壓力；ii)將處于第一出口壓力的空氣的第一部分送到第二壓縮機(jī)，并且將該部分空氣壓縮到第二出口壓力；iii)在換熱器中冷卻處于第二出口壓力的空氣的至少一部分以形成處于第二出口壓力的被冷卻的壓縮空氣，將處于第二出口壓力的被冷卻的壓縮空氣的至少一部分送到第三壓縮機(jī)，并將處于第二出口壓力的被冷卻的壓縮空氣的至少一部分壓縮到第三出口壓力；iv)液化處于第三出口壓力的空氣的至少一部分，并將液化空氣送到塔系統(tǒng)中的至少一個(gè)塔，其中至少50％，優(yōu)選地至少60％，更優(yōu)選地至少70％的送到塔系統(tǒng)的液化空氣在第三壓縮機(jī)中壓縮過；v)在換熱器中冷卻處于第一出口壓力的空氣的第二部分，然后在膨脹機(jī)中將空氣的第二部分的至少一部分從第一出口壓力膨脹到塔系統(tǒng)的一個(gè)塔的壓力，并將膨脹過的空氣送到該塔；
vi)從塔系統(tǒng)的一個(gè)塔取出液體，對(duì)該液體加壓，并在換熱器中通過熱交換使該液體汽化。
根據(jù)本發(fā)明的可選特征—在第二壓縮機(jī)的上游冷卻第一部分空氣的至少一部分；—在第二壓縮機(jī)上游，在換熱器中冷卻第一部分空氣的至少一部分；—在第二壓縮機(jī)上游，使用制冷裝置冷卻第一部分空氣的至少一部分；—在第一(出口)壓力和第二(出口)壓力中的至少一個(gè)壓力下，在換熱器中液化另外的空氣；—第三壓縮機(jī)僅壓縮待液化的空氣。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于通過低溫蒸餾分離空氣的設(shè)備，該設(shè)備包括a)塔系統(tǒng)；b)第一壓縮機(jī)、第二壓縮機(jī)以及第三壓縮機(jī)；c)膨脹機(jī)；d)用于將空氣送到第一壓縮機(jī)以形成處于第一出口壓力的壓縮空氣的管道；e)用于將處于第一出口壓力的第一部分空氣送到第二壓縮機(jī)以形成處于第二出口壓力的空氣的管道；f)換熱器，用于將處于第二出口壓力的空氣的至少一部分送到該換熱器以形成處于第二出口壓力的冷卻過的壓縮空氣的管道；g)用于將處于第二出口壓力的冷卻過的壓縮空氣的至少一部分送到第三壓縮機(jī)以生產(chǎn)處于第三出口壓力的空氣的管道；h)用于將處于第三出口壓力的液化空氣從換熱器取出的管道以及用于將該液化空氣送到塔系統(tǒng)的至少一個(gè)塔的管道，其中，送到塔系統(tǒng)的至少50％的液化空氣在第三壓縮機(jī)中壓縮過；i)用于將處于第一出口壓力的第二部分空氣從換熱器取出的管道以及用于將第二部分空氣的至少一部分送到膨脹機(jī)的管道；j)用于將在膨脹機(jī)中膨脹過的空氣送到塔系統(tǒng)的至少一個(gè)塔的管道；
k)用于從塔系統(tǒng)的一個(gè)塔中取出液體的管道，用于對(duì)該液體的至少一部分加壓以形成加壓液體的裝置，以及用于將該加壓液體的至少一部分送到換熱器的管道。
根據(jù)本發(fā)明的其它可選方面，所述設(shè)備可包括一附加的膨脹機(jī)以及用于將來自塔系統(tǒng)的塔的氮或空氣送到該附加的膨脹機(jī)的裝置。
在此情況下，第二壓縮機(jī)和第三壓縮機(jī)中的一個(gè)可以聯(lián)接到膨脹機(jī)，并且第二壓縮機(jī)和第三壓縮機(jī)中的另一個(gè)可以聯(lián)接到附加的膨脹機(jī)。
第二壓縮機(jī)和第三壓縮機(jī)中的至少一個(gè)聯(lián)接到空氣膨脹機(jī)。
優(yōu)選地，用于將處于第一出口壓力的第一部分空氣送到第二壓縮機(jī)的管道連接到換熱器的中間位置。優(yōu)選地，第二壓縮機(jī)和第三壓縮機(jī)串聯(lián)連接。
可以從下列膨脹機(jī)中選擇膨脹機(jī)出口連接到高壓塔的空氣膨脹機(jī)、出口連接到低壓塔的空氣膨脹機(jī)、高壓氮膨脹機(jī)以及低壓氮膨脹機(jī)。
所述設(shè)備可包括從下列膨脹機(jī)中選擇的附加的膨脹機(jī)出口連接到高壓塔的空氣膨脹機(jī)、出口連接到低壓塔的空氣膨脹機(jī)、高壓氮膨脹機(jī)以及低壓氮膨脹機(jī)。
優(yōu)選地，附加的膨脹機(jī)連接到第二壓縮機(jī)和第三壓縮機(jī)中的一個(gè)。
下面參照附圖2至8更詳細(xì)地說明本發(fā)明，附圖中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的空氣分離方法的工藝流程圖；圖2至7為表示本發(fā)明的低溫空氣分離方法的工藝流程圖；圖8示出在根據(jù)本發(fā)明的方法中用于壓縮機(jī)和膨脹機(jī)的聯(lián)接系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
在圖2的實(shí)施例中，通過空氣壓縮機(jī)1壓縮大氣空氣，并在凈化裝置2中對(duì)大氣空氣進(jìn)行提純，以產(chǎn)生無雜質(zhì)-如在低溫設(shè)備中可能凝固的水分和二氧化碳-的空氣流(流11)。此空氣(流)的第一部分在增壓制動(dòng)壓縮機(jī)(booster brake compressor)3中壓縮以進(jìn)一步提高其壓力。然后，在主換熱器5中將此加壓的第一部分(流4)冷卻到主換熱器的中間溫度T1，以產(chǎn)生冷空氣流。將此冷空氣的至少一部分(流7)送到冷增壓制動(dòng)壓縮機(jī)8以壓縮并更進(jìn)一步提高其壓力(流9)。然后，將流9以高于T1的溫度T2送回?fù)Q熱器并在換熱器5中冷卻，以冷凝形成液化空氣流(流10)，將流10在閥中膨脹之后供給到蒸餾塔中的至少一個(gè)。根據(jù)所使用的壓力，空氣可能在主換熱器中或在主換熱器下游液化。流11的第二部分(流12)在換熱器5中冷卻以形成流15，將流15以低于T1的進(jìn)口溫度T3送到膨脹機(jī)13膨脹，然后進(jìn)入高壓塔。優(yōu)選地，使用由膨脹機(jī)13產(chǎn)生的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)增壓制動(dòng)壓縮機(jī)3。可以從高壓塔30提取富氮?dú)怏w14，在換熱器5中升溫以形成流17，然后，以進(jìn)口溫度T5在膨脹機(jī)18中膨脹。優(yōu)選地使用膨脹機(jī)18(產(chǎn)生)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)冷增壓制動(dòng)壓縮機(jī)8。然后，膨脹機(jī)18的排氣(流19)回到換熱器5的冷端，以重新加熱到接近環(huán)境溫度，從而形成流24。泵21將從低壓塔31的底部提取的液態(tài)成品氧20的壓力升高到所期望的壓力，然后將加壓氧流22送到換熱器5以汽化和加熱，從而形成成品氧23。該雙塔系統(tǒng)應(yīng)用于很多專利或論文所說明的用于空氣分離技術(shù)的常規(guī)類型的兩塔工藝，該雙塔系統(tǒng)具有高壓塔30和低壓塔31，它們通過位于低壓塔底部的再沸騰器-冷凝器熱連接?？梢詫逅?未示出)與雙塔系統(tǒng)一起使用以提供濃縮氬流。
上述溫度T1、T2、T3、T4以及T5被提供作為優(yōu)選設(shè)置。根據(jù)汽化氧的壓力和塔系統(tǒng)的壓力可以更改這些溫度的大小順序，以使工藝性能最優(yōu)化。
值得注意的是，增壓制動(dòng)壓縮機(jī)3、8是單級(jí)壓縮機(jī)，并且通常作為膨脹機(jī)-增壓機(jī)組件的一部分來提供，因此，與獨(dú)立的或馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的增壓壓縮機(jī)相比，它們的構(gòu)造較簡單并且它們的成本結(jié)構(gòu)較低。但是，如有必要，壓縮機(jī)3、8也可以是獨(dú)立的或電機(jī)驅(qū)動(dòng)的增壓壓縮機(jī)。
圖2的實(shí)施例的工藝參數(shù)范圍如下流11的壓力約11至17巴流4的壓力約18至25巴流9的壓力約27至50巴T1約-110℃至-140℃可以通過可選地提取一些經(jīng)由流27或/和33的液化空氣流來減少增壓制動(dòng)壓縮機(jī)8壓縮的流。這樣，驅(qū)動(dòng)增壓制動(dòng)壓縮機(jī)8所需要的動(dòng)力更少，因此，可以節(jié)省一些能量。以第一(出口)壓力和第二(出口)壓力液化的空氣的量應(yīng)該不多于送到塔系統(tǒng)的液化空氣的50％，優(yōu)選地不多于40％，更優(yōu)選地不多于35％。
由增壓制動(dòng)壓縮機(jī)8壓縮的流為進(jìn)給空氣的至少10％，優(yōu)選地為進(jìn)給空氣的15％至30％。
在圖3的方案中，將全部流11送到換熱器5，在初步冷卻到高于溫度T2的約-20℃至0℃的溫度T6之后，分離流11。將空氣的一部分35送到增壓制動(dòng)壓縮機(jī)3的進(jìn)口。這樣提高了此增壓制動(dòng)壓縮機(jī)3的性能并產(chǎn)生更高的排氣壓力。也可以去除壓縮機(jī)3的后置冷卻器換熱器(未示出)，以減少壓降并降低設(shè)備成本。將空氣的其余部分送到膨脹機(jī)13；或如前所述，將空氣的其余部分分離成兩部分，一部分送到膨脹機(jī)13，其余部分33液化。
圖3的其余部分與圖2所述相同。
在圖4的實(shí)施例中，通過添加機(jī)械制冷裝置39(使用FreonTM或一些其它的制冷劑)，可以通過將增壓制動(dòng)壓縮機(jī)8的進(jìn)口溫度T6降低到約-90℃至-50℃而進(jìn)一步改進(jìn)圖3的實(shí)施例的性能?？梢越档蛪嚎s機(jī)1的排氣壓力，以利于壓縮機(jī)的選擇并且減少工藝的能耗。制冷裝置39可以以約-50℃至-20℃的溫度運(yùn)行。與能耗的總體減少量相比，該制冷裝置的附加的能量需求很小。
在換熱器5的上游分離在壓縮機(jī)1中壓縮過的流11，將一部分38直接送到換熱器而不經(jīng)過任何中間冷卻，利用制冷裝置39冷卻其余部分36以形成流37。將流37送到換熱器5的中間位置并與被不完全冷卻的流38匯合。
在空氣分離技術(shù)中，采用空氣膨脹機(jī)代替氮膨脹機(jī)是普通作法。圖5的實(shí)施例說明了這樣一種布置在第一壓縮機(jī)之后，流11的一部分12在換熱器5中冷卻，提取流12的一部分以形成流50，將流50送到膨脹機(jī)52膨脹，然后進(jìn)入低壓塔31。膨脹機(jī)52的動(dòng)力優(yōu)選用于驅(qū)動(dòng)冷壓縮機(jī)8。值得注意的是，可以選擇在換熱器5前分離流12、將相應(yīng)的空氣流送到換熱器中的單獨(dú)的通道、然后使其在膨脹機(jī)52中冷卻和膨脹、接著進(jìn)入塔內(nèi)。
可以如圖6中所述稍微修改上述技術(shù)使膨脹機(jī)13的排氣流54的空氣的一部分53在換熱器5中升溫，然后送到膨脹機(jī)52膨脹，接著進(jìn)入低壓塔。在流54中存有冷凝的情況下，可以通過添加氣-液分離器來提取供給到膨脹機(jī)52的氣體，或甚至更好地使用高壓塔的貯槽作為分離器，在此情況下，在高壓塔的貯槽處提取供給到膨脹機(jī)的氣體。
在很多需要大量高壓富氮成品氣的情況下，利用富氮?dú)怏w膨脹機(jī)18不再經(jīng)濟(jì)。相反，如圖7所示，可以從高壓塔30直接提取和生產(chǎn)富氮?dú)怏w14以生產(chǎn)氮成品41。在該情況下，可以選擇提高壓縮機(jī)1的壓力來增加膨脹機(jī)13的輸出功率，以便彌補(bǔ)由不使用氮膨脹機(jī)而引起的制冷不足。為了進(jìn)一步簡化膨脹機(jī)和增壓制動(dòng)壓縮機(jī)的布置，可以將串聯(lián)的膨脹機(jī)和增壓制動(dòng)器(booster brake)機(jī)械地結(jié)合成單個(gè)系統(tǒng)膨脹機(jī)13的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)兩個(gè)壓縮機(jī)制動(dòng)器(compressor brake)3和8。根據(jù)膨脹機(jī)和增壓制動(dòng)壓縮機(jī)的流量和壓力，可以使用變速器(傳動(dòng)裝置)來優(yōu)化系統(tǒng)性能。圖8說明具有傳動(dòng)裝置的布置。
可以修改所述方法將提取的液氮汽化作為附加的流或作為替換提取的氧流的流。
所說明的方法采用雙塔系統(tǒng)，但是可以容易地理解該發(fā)明也適用于三塔系統(tǒng)。所說明的方法也適用于包括氬塔或混合塔的系統(tǒng)。可以使用任何類型的合適的材料和換熱裝置來填充這些塔。
在雙塔或三塔系統(tǒng)在高壓下運(yùn)行的情況下，可以在膨脹機(jī)18中膨脹一些低壓氮。
權(quán)利要求
1.一種用于在包括高壓塔(30)和低壓塔(31)的塔系統(tǒng)中通過低溫蒸餾分離空氣的方法，該方法包括i)在第一壓縮機(jī)(1)中將所有供給空氣壓縮到第一出口壓力；ii)將處于第一出口壓力的空氣的第一部分(4)送到第二壓縮機(jī)(3)，并且將該部分空氣壓縮到第二出口壓力；iii)在換熱器(5)中冷卻處于第二出口壓力的空氣的至少一部分以形成處于第二出口壓力的被冷卻的壓縮空氣，將處于第二出口壓力的被冷卻的壓縮空氣的至少一部分送到第三壓縮機(jī)(8)，并且將處于第二出口壓力的被冷卻的壓縮空氣的至少一部分壓縮到第三出口壓力；iv)液化處于第三出口壓力的空氣的至少一部分(10)，并且將液化空氣送到塔系統(tǒng)的至少一個(gè)塔，其中送到塔系統(tǒng)的液化空氣的至少50％在第三壓縮機(jī)中壓縮過；v)在換熱器中冷卻處于第一出口壓力的空氣的第二部分(12)，并且在膨脹機(jī)(13)中將空氣的第二部分的至少一部分從第一出口壓力膨脹到塔系統(tǒng)的一個(gè)塔的壓力，并將膨脹過的氣體送到該塔；vi)從塔系統(tǒng)的一個(gè)塔內(nèi)取出液體(20)，對(duì)該液體加壓，并且在換熱器中通過熱交換使該液體汽化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在第二壓縮機(jī)(3)的上游冷卻空氣的第一部分的至少一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在第二壓縮機(jī)(3)的上游在換熱器(5)中冷卻空氣的第一部分的至少一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，在第二壓縮機(jī)的上游利用制冷裝置冷卻空氣的第一部分的至少一部分。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在第一出口壓力和第二出口壓力中的至少一個(gè)壓力下，在換熱器中液化另外的空氣(27，33)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，第三壓縮機(jī)(8)僅壓縮待液化的空氣。
7.一種用于通過低溫蒸餾分離空氣的設(shè)備，該設(shè)備包括a)塔系統(tǒng)(30，31)；b)第一壓縮機(jī)(1)、第二壓縮機(jī)(3)以及第三壓縮機(jī)(8)；c)膨脹機(jī)(13，18，52)；d)用于將空氣送到第一壓縮機(jī)以形成處于第一出口壓力的壓縮空氣的管道；e)用于將處于第一出口壓力的空氣的第一部分送到第二壓縮機(jī)以形成處于第二出口壓力的空氣的管道；f)換熱器(5)，用于將處于第二出口壓力的空氣的至少一部分送到該換熱器以形成處于第二出口壓力的冷卻過的壓縮空氣的管道；g)用于將處于第二出口壓力的冷卻過的壓縮空氣的至少一部分送到第三壓縮機(jī)以生產(chǎn)處于第三出口壓力的空氣的管道；h)用于將處于第三出口壓力的液化空氣從換熱器取出的管道以及用于將液化空氣送到塔系統(tǒng)的至少一個(gè)塔的管道，其中送到塔系統(tǒng)的液化空氣的至少50％在第三壓縮機(jī)中壓縮過；i)用于將處于第一出口壓力的空氣的第二部分從換熱器取出的管道以及用于將空氣的第二部分的至少一部分送到膨脹機(jī)的管道，用于將在膨脹機(jī)中膨脹過的空氣送到塔系統(tǒng)的至少一個(gè)塔的管道；j)用于從塔系統(tǒng)的一個(gè)塔中取出液體(20)的管道，用于對(duì)該液體的至少一部分加壓以形成加壓液體的裝置(21)，以及用于將該加壓液體的至少一部分送到換熱器的管道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，包括附加的膨脹機(jī)(18)以及用于將氮從塔系統(tǒng)的一個(gè)塔送到該附加的膨脹機(jī)的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，第二壓縮機(jī)(3)和第三壓縮機(jī)(8)中的一個(gè)聯(lián)接到膨脹機(jī)(13)，第二壓縮機(jī)(3)和第三壓縮機(jī)(8)中的另一個(gè)聯(lián)接到附加的膨脹機(jī)(18)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的設(shè)備，其特征在于，第二壓縮機(jī)(3)和第三壓縮機(jī)(8)中的至少一個(gè)聯(lián)接到膨脹機(jī)(13)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，用于將處于第一出口壓力的空氣的第一部分送到第二壓縮機(jī)(3)的管道連接到換熱器的中間位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，膨脹機(jī)(13，18，52)選自下列膨脹機(jī)出口連接到高壓塔的空氣膨脹機(jī)、出口連接到低壓塔的空氣膨脹機(jī)、高壓氮膨脹機(jī)以及低壓氮膨脹機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括選自下列膨脹機(jī)的附加的膨脹機(jī)(13，18，52)出口連接到高壓塔的空氣膨脹機(jī)、出口連接到低壓塔的空氣膨脹機(jī)、高壓氮膨脹機(jī)以及低壓氮膨脹機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，附加的膨脹機(jī)(13，18，52)聯(lián)接到第二壓縮機(jī)(3)和第三壓縮機(jī)(8)中的一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于通過低溫蒸餾分離空氣的方法和設(shè)備。一種用于在包括高壓塔和低壓塔的塔系統(tǒng)中通過低溫蒸餾分離空氣的方法，包括將所有供給空氣在第一壓縮機(jī)(1)中壓縮到第一出口壓力，將處于第一出口壓力的空氣的第一部分送到第二壓縮機(jī)(3)，并將該空氣壓縮到第二出口壓力，在換熱器(5)中冷卻處于第二出口壓力的空氣的至少一部分以形成處于第二出口壓力的冷卻過的壓縮空氣，將處于第二出口壓力的冷卻過的壓縮空氣的至少一部分(7)送到第三壓縮機(jī)(8)，并且將處于第二出口壓力的冷卻過的壓縮空氣的至少一部分壓縮到第三出口壓力，使處于第三出口壓力的空氣的至少一部分液化，并且將液化空氣(10)送到塔系統(tǒng)的至少一個(gè)塔，其中送到塔系統(tǒng)的液化空氣的至少50％在第三壓縮機(jī)(8)中壓縮過；在換熱器中冷卻處于第一出口壓力的空氣的第二部分(12)，并且在膨脹機(jī)(13)中將空氣的第二部分的至少一部分從第一出口壓力膨脹到塔系統(tǒng)的一個(gè)塔(30，31)的壓力，然后將膨脹過的空氣送到該塔，從塔系統(tǒng)的一個(gè)塔取出液體(20)并且在換熱器中通過熱交換使該液體汽化。
文檔編號(hào)F25J3/04GK1890525SQ200480036370
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2004年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者B·哈, J-R·布呂熱羅勒 申請(qǐng)人:液體空氣喬治洛德方法利用和研究的具有監(jiān)督和管理委員會(huì)的有限公司