專利名稱：空分裝置應(yīng)急運行系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種空分裝置的應(yīng)急運行系統(tǒng)，更具體地說，是在無膨脹機制冷的情況下空分裝置應(yīng)急運行系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在煤氣化、煤液化生產(chǎn)中，需要用到空分裝置提供的氧、氮產(chǎn)品。空分裝置是利用氧與氮兩種物質(zhì)沸點的不同，通過膨脹和節(jié)流制冷將空氣液化，液態(tài)的空氣經(jīng)過精餾分離成氧氣和氮氣產(chǎn)品。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的空分裝置示意圖，該裝置中精餾塔1由上塔11、下塔12和塔間的冷凝蒸發(fā)器13組成，其中下塔12的壓力高于上塔11。來自空壓機經(jīng)脫除水分、二氧化碳后的工藝空氣進入第一和第二組換熱器21、22冷卻液化，送入下塔12的底部，由于液氮沸點比液氧沸點低，空氣在下塔12經(jīng)過精餾，在下塔12的頂部得到0. 45MPa純氮氣，底部得到富氧液態(tài)空氣；一部分0. 45MPa純氮氣作為循環(huán)氮氣經(jīng)第一和第二組換熱器21、22復(fù)熱后進入循環(huán)氮壓機3壓縮。壓縮后的氮氣在第一冷卻水換熱器61中經(jīng)冷卻水降溫后分為兩路其中一路作為膨脹機5的循環(huán)制冷氣源，經(jīng)第二增壓機42壓縮、第一組換熱器21冷卻以及膨脹機5對外做功降溫后，與自下塔12頂部引出的0. 45MPa純氮氣混合返回第一和第二組換熱器21、 22，冷卻工藝空氣、高壓氮氣等氣體，復(fù)熱后的氣體進入循環(huán)氮壓機3，開始下一個制冷循環(huán)；另一路經(jīng)第一增壓機41增壓為8. IMPa的高壓氮氣，高壓氮氣在第二冷卻水換熱器62 中經(jīng)冷卻水降溫后，其總量的20%作為高壓氮氣產(chǎn)品外供，80%經(jīng)第一和第二組換熱器冷卻、然后通過節(jié)流閥7節(jié)流至0. 45MPa、溫度降低后，進入下塔12的頂部參與下塔12的精溜。下塔12頂部的另一部分純氮氣通過冷凝蒸發(fā)器13與上塔11底部的液氧換熱，使液氧蒸發(fā)，而自身冷凝后一部分作為下塔12的回流液，一部分經(jīng)減壓后進入上塔11頂部作為回流液參與精餾。下塔12底部的富氧液態(tài)空氣經(jīng)減壓后進入上塔11中段，精餾后從上塔11底部引出氧產(chǎn)品，上塔11頂部引出氮產(chǎn)品，出精餾塔1的氧產(chǎn)品和氮產(chǎn)品的溫度都很低，可通過換熱器回收其冷量。然而由于氧、氮產(chǎn)品換熱時復(fù)熱不足以及空分裝置中低溫設(shè)備的保溫效果不夠理想等方面的原因，正常運行時，系統(tǒng)需要補充大量的冷量，才能維持空分裝置的正常運行。 空分裝置的冷量主要來自膨脹機對外做功產(chǎn)生的制冷量、高壓氮氣節(jié)流產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)制冷量和工藝空氣，其中，膨脹機的制冷量約占空分制冷量總需求的70 85%，高壓氮氣節(jié)流產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)制冷量，約占總需求的25 30%。因此在生產(chǎn)時，一旦膨脹機出現(xiàn)故障停車，空分裝置將很難維持正常生產(chǎn)，從而嚴(yán)重影響煤氣化、煤液化等核心裝置的安全穩(wěn)定運行。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種空分裝置無膨脹機制冷的應(yīng)急運行系統(tǒng)，以便在膨脹機出現(xiàn)故障停車時保證空分裝置的安全運行，提供氧、氮產(chǎn)品。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下設(shè)計方案一種空分裝置應(yīng)急運行系統(tǒng)，包括空分裝置，還包括返液氧系統(tǒng)和/或返液氮系統(tǒng)，其中，所述返液氧系統(tǒng)連接到精餾塔的上塔底部，用于將后備液氧罐中的液氧補充到精餾塔；所述返液氮系統(tǒng)連接到精餾塔的上塔頂部，用于將后備液氮罐中的液氮補充到精餾塔。進一步，所述應(yīng)急運行系統(tǒng)包括返液氧系統(tǒng)和返液氮系統(tǒng)。進一步，所述返液氧系統(tǒng)包括依次連接的后備液氧罐、后備液氧泵和返液氧線，其中返液氧線將返液氧泵連接到精餾塔的上塔底部。進一步，所述返液氮系統(tǒng)包括依次連接的后備液氮罐、后備液氮泵和返液氮線，其中返液氮線將返液氮泵連接到精餾塔的上塔頂部。由上述技術(shù)方案可見，本實用新型由于增加了返液氧和返液氮系統(tǒng)，通過向精餾塔上塔底部補充后備液氧、上塔頂部補充后備液氮，在膨脹機故障停車時維持了系統(tǒng)的冷量供應(yīng)，保證空分裝置的安全運行，以使正常的生產(chǎn)不會因此出現(xiàn)中斷。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的空分裝置示意圖；圖2為本實用新型提供的空分裝置無膨脹機制冷的應(yīng)急運行系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細(xì)說明，但本實用新型并不因此而受到任何限制。本實用新型提供的空分裝置無膨脹機制冷的應(yīng)急運行系統(tǒng)如圖2所示，包括空分裝置、返液氧系統(tǒng)和/或返液氮系統(tǒng)，其中空分裝置與現(xiàn)有技術(shù)相同，具體來說包括精餾塔 1、第一和第二組換熱器21和22、循環(huán)氮壓機3、節(jié)流閥7、第一和第二增壓機41和42、膨脹機5以及第一、第二和第三冷卻水換熱器61、62和63，其中，由于膨脹機5停止工作，因此來自循環(huán)氮壓機3的氮氣經(jīng)第一冷卻水冷卻器61冷卻后全部進入第一增壓機41增壓。所述返液氧系統(tǒng)包括依次連接的后備液氧罐81、后備液氧泵82和返液氧線83，其中返液氧線83連接返液氧泵82和精餾塔1的上塔11底部，所述后備液氧泵82通過返液氧線83將后備液氧罐81中的液氧補充到精餾塔1。由于精餾塔1的上塔11底部是高純度的液氧富集區(qū)，因此，返液氧操作不會影響自精餾塔1排出的氧、氮產(chǎn)品質(zhì)量。所述返液氮系統(tǒng)包括依次連接的后備液氮罐91、后備液氮泵92和返液氮線93，其中返液氮線93連接返液氮泵92和精餾塔1的上塔11頂部，所述后備液氮泵92通過返液氮線93將后備液氮罐91中的液氮補充到精餾塔1。由于精餾塔1的上塔11頂部同時是取自下塔12頂部的高純度液氮的回流點，因此，返液氮操作不會影響自精餾塔1排出的氧、氮廣品質(zhì)量。當(dāng)然，所述應(yīng)急運行系統(tǒng)還可以同時包括返液氧系統(tǒng)和返液氮系統(tǒng)。當(dāng)空分裝置的膨脹機5因故障停車時，開啟返液氧泵82或返液氮泵92，向精餾塔1內(nèi)補充液氧或液氮， 以替代膨脹機5維持空分裝置的冷量供應(yīng)，從而保證裝置的安全運行。在維持空分裝置運行的過程中，降低空分裝置的氧、氮產(chǎn)品產(chǎn)量至正常時的80% 左右，以減少因氧、氮產(chǎn)品氣復(fù)熱不足所造成的冷量損失。另外，提高高壓氮氣的節(jié)流效應(yīng)制冷量，具體措施如下(1)加大第一增壓機41的功率，在保證安全的前提下，將高壓氮氣壓力由8. 05MPa 8. IMPa提高到8. 15 8. 2MPa，從而使高壓氮氣單位節(jié)流效應(yīng)制冷量增加；( 增加精餾塔下塔12頂部引出的循環(huán)氮氣量，這部分循環(huán)氮氣經(jīng)第一增壓機41壓縮后變?yōu)楦邏旱獨猓徊糠肿鳛楦邏旱獨猱a(chǎn)品外供外，其余全部經(jīng)過節(jié)流閥7返回精餾塔下塔12底部，高壓氮氣的節(jié)流量提高35%左右，從而極大地提高了節(jié)流效應(yīng)總制冷量。此外，還可以適當(dāng)?shù)膶⒗鋮s水冷卻器中冷卻水的溫度由25 27°C降至22 25°C，使得高壓氮氣溫度由32°C左右降低到25 ^°C，改善第一和第二組換熱器21、22的工作狀況，增加對空分裝置的冷量供應(yīng)。通過對空分裝置進行以上調(diào)整，逐步切斷返液氧或返液氮的供應(yīng)，并可以有效地保證空分裝置的運行，同時生產(chǎn)少量的氧、氮產(chǎn)品。
權(quán)利要求1.一種空分裝置應(yīng)急運行系統(tǒng)，包括空分裝置，其特征在于，還包括返液氧系統(tǒng)和/或返液氮系統(tǒng)，其中，所述返液氧系統(tǒng)連接到精餾塔的上塔底部，用于將后備液氧罐中的液氧補充到精餾塔；所述返液氮系統(tǒng)連接到精餾塔的上塔頂部，用于將后備液氮罐中的液氮補充到精餾塔。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)急運行系統(tǒng)，其特征在于，所述應(yīng)急運行系統(tǒng)包括返液氧系統(tǒng)和返液氮系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)急運行系統(tǒng)，其特征在于，所述返液氧系統(tǒng)包括依次連接的后備液氧罐、后備液氧泵和返液氧線，其中返液氧線將返液氧泵連接到精餾塔的上塔底部。
4.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)急運行系統(tǒng)，其特征在于，所述返液氮系統(tǒng)包括依次連接的后備液氮罐、后備液氮泵和返液氮線，其中返液氮線將返液氮泵連接到精餾塔的上塔頂部。
專利摘要本實用新型提供了一種空分裝置應(yīng)急運行系統(tǒng)，包括空分裝置、返液氧系統(tǒng)和/或返液氮系統(tǒng)，其中，所述返液氧系統(tǒng)連接到精餾塔的上塔底部，用于將后備液氧罐中的液氧補充到精餾塔；所述返液氮系統(tǒng)連接到精餾塔的上塔頂部，用于將后備液氮罐中的液氮補充到精餾塔。由于增加了返液氧和返液氮系統(tǒng)，通過向精餾塔上塔底部補充后備液氧或液氮，在膨脹機故障停車時維持了系統(tǒng)的冷量供應(yīng)，保證空分裝置的安全運行，以使正常的生產(chǎn)不會因此出現(xiàn)中斷。
文檔編號F25J3/04GK202328998SQ20112046972
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者孫丕春, 孫典文 申請人:中國神華煤制油化工有限公司, 中國神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司, 神華集團有限責(zé)任公司