两个人的电影免费视频_国产精品久久久久久久久成人_97视频在线观看播放_久久这里只有精品777_亚洲熟女少妇二三区_4438x8成人网亚洲av_内谢国产内射夫妻免费视频_人妻精品久久久久中国字幕

生產(chǎn)高壓氧的方法及設(shè)備的制作方法

文檔序號(hào):4793578閱讀:328來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:生產(chǎn)高壓氧的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種至少在大約30巴的高壓下生產(chǎn)氣體的方法,用這種方法,空氣在一個(gè)雙餾塔設(shè)備中蒸餾,此雙餾塔設(shè)備包括一個(gè)在低壓下運(yùn)行的蒸餾塔和一個(gè)在中壓下運(yùn)行的蒸餾塔,將從設(shè)備的一個(gè)塔中抽出的液體增壓,壓縮的液體在焊接板式換熱器中與冷卻和/或液化過(guò)程中的空氣進(jìn)行熱交換而被蒸發(fā),最后從設(shè)備中至少抽出一種液態(tài)產(chǎn)品。
本發(fā)明特別適用于大量高壓氣態(tài)氧的生產(chǎn),如典型的500噸/日以上的產(chǎn)量。
本發(fā)明所述壓力為絕對(duì)壓力。
上述的幾個(gè)過(guò)程,如“增壓過(guò)程”已提出過(guò)了,本發(fā)明的目的是提出一種相同類型的方法,從單位能量消耗的觀點(diǎn)來(lái)看,該方法具有特定的優(yōu)點(diǎn)。
為此本發(fā)明的任務(wù)是提出一種上述類型的方法,其特征在于將待蒸餾的空氣分成三股流—第一股中壓空氣流被冷卻到其自身的露點(diǎn)附近,然后進(jìn)入中壓塔;—第二股高壓空氣流的壓力約大于60巴,它被冷卻和液化,然后在膨脹后進(jìn)入雙塔;以及—第三股為過(guò)渡壓力的空氣流,這第三股空氣流的至少一部分于進(jìn)入中壓塔之前在透平機(jī)內(nèi)以中間冷卻溫度膨脹至中壓,所選擇的過(guò)渡壓力應(yīng)使空氣在透平機(jī)葉輪的入口處接近其露點(diǎn)溫度。
該方法可以具有一個(gè)或更多的下述特性—所述的液體產(chǎn)物至少部分是從與雙塔相連的一個(gè)用于氧/氬分離的輔助塔中生產(chǎn)的液態(tài)氬;—所述全部液體產(chǎn)品是液態(tài)氬;
—只借助透平機(jī)提供的機(jī)械能將所述第二空氣流從過(guò)渡壓力壓縮至高壓;—所述中間溫度接近于較高氧壓下的氧的蒸發(fā)溫度;—氧的高壓接近于40巴,并且從設(shè)備中抽出的液態(tài)產(chǎn)品的流量基本上由DL=-0.22P+22限定,其中DL是抽出的液體產(chǎn)品的流量與生產(chǎn)的氧的總流量的百分比,而P是以巴表示的空氣的絕對(duì)高壓;—抽出的液體產(chǎn)品的流量大約占生產(chǎn)的氧的總流量的2%到12%之間;—所述第二和第三空氣流分別大約為待蒸餾的空氣總流量的20-25%和10-20%。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種實(shí)現(xiàn)上述方法的設(shè)備。這種設(shè)備用于在至少約30巴的氧高壓下生產(chǎn)氣態(tài)氧,這種設(shè)備包括一個(gè)含有一個(gè)以低壓運(yùn)行的塔和一個(gè)以中壓運(yùn)行的塔的雙空氣蒸餾塔、一個(gè)用于壓縮從設(shè)備的一個(gè)塔中抽出的液體的泵、壓縮進(jìn)入的空氣的裝置、一個(gè)用于使待蒸餾的空氣和壓縮液體進(jìn)行熱交換的焊接板式換熱器以及用來(lái)從設(shè)備中抽出至少一種液體產(chǎn)品的管子,其特征在于壓縮裝置包括分別以空氣的中壓、過(guò)渡壓力和高壓形成三股空氣流的裝置,在于熱交換器包括從其熱端到冷端冷卻中壓空氣的通路、過(guò)渡壓力下的空氣的部分冷卻通路和從其熱端到冷端冷卻高壓空氣的通路,其特征還在于該設(shè)備還包括一個(gè)至少將一部分在過(guò)渡壓力下的部分冷卻空氣膨脹到中壓的透平機(jī)和一個(gè)與雙塔相連生產(chǎn)液態(tài)氬的塔。
在該設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中,該設(shè)備包括一個(gè)通過(guò)蒸發(fā)從低壓塔的貯槽中抽出的液氧來(lái)使從中壓塔的貯槽中抽出的液體過(guò)冷的附加換熱器。
本發(fā)明應(yīng)用的實(shí)施例將參照附圖進(jìn)行描述。


圖1概要地圖示了本發(fā)明用于生產(chǎn)氣態(tài)氧的設(shè)備;—圖2是相應(yīng)熱交換的曲線圖;—圖3是表示在最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下,設(shè)備中液體氧的輸出隨氧高壓變化的函數(shù)曲線圖;—圖4概要地圖示了圖1所示設(shè)備的另一個(gè)替換形式。
圖1所示設(shè)備是用于在至少約30巴的壓力下生產(chǎn)氣態(tài)氧的設(shè)備。它主要包括一個(gè)雙餾塔1、至少由一個(gè)焊接板式換熱器體構(gòu)成的一個(gè)主熱交換段2、一個(gè)過(guò)冷器3、一個(gè)空氣壓縮機(jī)4、一個(gè)用于去除空氣中的水份和CO2的空氣吸附凈化裝置5、第一空氣增壓器6、第二空氣增壓器7、一個(gè)膨脹透平機(jī)8和液氧泵9。按照常規(guī)方式,雙塔由一個(gè)中壓塔10和一個(gè)位于該中壓塔上的低壓塔11組成,其中中壓塔10的工作壓力大約為5-6巴,低壓塔11的工作壓力稍大于大氣壓,且在低壓塔的殼體內(nèi)帶有一個(gè)蒸發(fā)-冷凝器12,它使來(lái)自低壓塔殼體內(nèi)的液氧與來(lái)自中壓塔頂部的氮進(jìn)行熱交換。
在操作中,待蒸餾的空氣全部由壓縮機(jī)4壓縮到中壓并在5中凈化,而后被分成二股流體。
中壓的第一股流體在熱交換段20的通路13中進(jìn)行冷卻,此流體從通路13的熱端到達(dá)其冷端。該中壓空氣以接近自身露點(diǎn)的溫度離開熱交換段,并進(jìn)入中壓塔10的底部。
離開裝置5的其余空氣在6中增壓至過(guò)渡壓力,并再次被分成兩股流體。
此過(guò)渡壓力下的第一股流體在熱交換段的通路14中冷卻到一中間溫度T1。該股流的一部分任選地繼續(xù)冷卻,并在熱交換段的冷端被液化,然后在膨脹閥15中膨脹至中壓并又分成兩股流體一股流輸送到塔10的底部,另一股流在3中過(guò)冷,在膨脹閥16中膨脹到低壓,然后輸送入塔11。第一股流體的其余部分以中間溫度T1從熱交換段抽出,并在透平機(jī)8中膨脹至中壓,然后進(jìn)入塔10的底部。
第二增壓的空氣流在第二增壓器7中再次被增壓達(dá)到約60-80巴的第二高壓,然后在熱交換段的通路17冷卻并在通路的冷端液化。如此得到的液體在膨脹閥18中膨脹并與從膨脹閥15中產(chǎn)生的液化流體混合。
從塔11的貯槽中抽出的液氧靠泵9達(dá)到理想的輸出高壓,然后在經(jīng)一輸出管19從設(shè)備中排出之前,此液氧在熱交換段的通路18中被蒸發(fā)、加熱。
此外,圖1還示出了雙塔設(shè)備中常用的管路和輔助裝置將集聚在塔10殼體內(nèi)的“高品位液體”(富氧空氣)向上返回到塔11中的帶膨脹閥21的管路20、將從塔10的頂部抽出的“低品位液體”(近于純氮)向上返回到塔11頂部的帶有膨脹閥23的管路22,以及一些下述管路安裝在塔11殼體上的液氧輸出管24、接在管路22上并帶有膨脹閥26的液氮輸出管25和安裝在塔11頂部從設(shè)備中抽出含有殘余氣體的非純氮的管路27。該非純氮在經(jīng)管路29被排出之前先在過(guò)冷器3中然后在熱交換段的通路28中進(jìn)行再加熱。在過(guò)冷器3中使產(chǎn)生于膨脹閥15和18的液態(tài)空氣、低品位液體和高品位液過(guò)冷,對(duì)高品位液體來(lái)說(shuō),約過(guò)冷2℃。
為了得到盡可能低的單位能量消耗(此單位能量是指在高壓下生產(chǎn)單位數(shù)量的氣態(tài)氧所需的能量),熱交換段2的熱交換曲線的溫差應(yīng)盡可能的小,以便接近可逆換熱條件。特別是在圖2的曲線中,焓H作為橫坐標(biāo),溫度作縱坐標(biāo),在熱交換段的熱端、冷端以及氧蒸發(fā)的平穩(wěn)階段30的起點(diǎn)處,被冷卻的空氣(曲線C1)和被加熱的產(chǎn)品(曲線C2)之間的溫差必須盡可能小。
在一定條件下,通過(guò)模擬計(jì)算,當(dāng)平穩(wěn)階段30起點(diǎn)處有一最小溫差1.5℃時(shí),則能夠得到接近于5℃的平均溫度差,適用條件如下—在考慮焊接板式換熱器2的制作技術(shù)的情況下,盡可能地選擇較高的空氣高壓。這個(gè)高壓典型地約在60-80巴之間。
—中間溫度T1,即透平機(jī)8的進(jìn)口溫度,它接近于氧的蒸發(fā)溫度,最好比該蒸發(fā)溫度高出1℃。
—選擇過(guò)渡壓力,以使由透平機(jī)處理的空氣在透平機(jī)葉輪的入口處接近自身的露點(diǎn)溫度。
如已知的那樣,低溫透平機(jī)葉輪后接有一入口分配器。該分配器導(dǎo)致第一次焓的釋放或下降,這正是此透平機(jī)的特性。上述第三個(gè)條件使人們能易于確定過(guò)渡壓力,此壓力即是空氣必須進(jìn)入透平機(jī)以便在葉輪入口處達(dá)到其露點(diǎn)附近溫度所具有的壓力。該過(guò)渡壓力大約在30-40巴之間。
此外,在24處必須抽出一定流量的液體,這樣相應(yīng)地減少了須在熱交換段進(jìn)行加熱的產(chǎn)品量,并該液體的流量是氧高壓和空氣高壓的函數(shù)。圖3示出在氧高壓為40巴下,當(dāng)空氣高壓P從稍高于60巴的壓力變化到80巴時(shí),最經(jīng)濟(jì)的液體流量按照DL=-0.22P+22的規(guī)律基本上直線下降,其中,DL是用百分比表示的抽出的液氧流量與所生成的氧的總流量的比值。
如所看到的那樣,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,如果能選擇空氣高壓顯著大于80巴并大約為100巴時(shí),流量DL會(huì)趨于零。
在上述例子中,透平機(jī)8產(chǎn)生的機(jī)械能被回收以便驅(qū)動(dòng)增壓器7,但增壓器也可有一外部驅(qū)動(dòng)源。在另一種替代形式中,如果使透平機(jī)8與增壓器匹配使用,以便簡(jiǎn)化設(shè)備,則過(guò)渡壓力和中間溫度T1必須升高,計(jì)算表明這會(huì)導(dǎo)致流量DL和單位能量的增加。
作為例子,過(guò)渡壓力和高壓力下的空氣流能分別占所處理的空氣流量的約20%和約25%。
現(xiàn)回到圖3,可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)在40巴的壓力下生產(chǎn)氧時(shí),在空氣高壓接近80巴的情況下,流量DL約為4.5%。那么,這一百分比是大氣中氬與氧的比值。因此,如圖4所示,為雙餾塔加一個(gè)分離氬/氧的輔助塔31,并在輔助塔31后聯(lián)接一個(gè)去除最后的微量氧的裝置31A,并在31A后再接脫氮的裝置31B,則最經(jīng)濟(jì)地抽出的液體產(chǎn)品能夠只是純液氬從設(shè)備中的輸出。
在提出這一特有的先進(jìn)技術(shù)之前,由于設(shè)備比較復(fù)雜,上述過(guò)程主要應(yīng)用在具有較大生產(chǎn)能力的設(shè)備中,在這些設(shè)備中,單位能量是一個(gè)很重要的指標(biāo),并且這些設(shè)備恰好為附加一個(gè)氬生成塔提供了充分的理由。
在圖4中,以常規(guī)的方法,塔1的殼體是由兩根管子32(送入)和33(返回)連接到塔11的“氬支路連接部分”的,同時(shí)氬生產(chǎn)塔的頂部裝有一個(gè)冷凝器34,在該冷凝器中蒸發(fā)由35處膨脹至接近大氣壓的高品位液體,該液體然后經(jīng)管道36返回塔11中。經(jīng)管道37從塔31頂部抽出的不純氣態(tài)氬先在31A然后在31B中進(jìn)行凈化,然后將純氬以液態(tài)形式經(jīng)輸出管37A從設(shè)備中抽出。
如圖4所示,以另一種替換形式,在于21和可任選的35處進(jìn)行膨脹之前,高品位液體的過(guò)冷可在輔助熱交換器38中通過(guò)蒸發(fā)從塔11的貯槽中抽出的液氧來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣使在利用“泵”法過(guò)程中循環(huán)的大量高品位液體能夠過(guò)冷4-5℃,因此提高了氧和相應(yīng)氬的分離效率。
在如圖1和4中虛線所示的另一方式中,該設(shè)備能夠另外產(chǎn)生具有一定壓力的氣態(tài)氮,該氮以液態(tài)從管道22中抽出,靠泵39加到一理想的壓力,在熱交換段2的通道40中蒸發(fā)加熱,然后經(jīng)輸出管41抽出。
很明顯,在本發(fā)明的方法中,全部或部分抽出液體也可以是液氮(管25)。
加壓后蒸發(fā)的液體可以是氧、氮或氬。
權(quán)利要求
1.在至少約30巴的高壓下生產(chǎn)氣體的方法,用這種方法,空氣在具有雙餾塔(1)的設(shè)備中蒸餾,雙餾塔(1)包括一個(gè)低壓運(yùn)行的塔(11)和一個(gè)中壓運(yùn)行的塔(10),從設(shè)備中的一個(gè)塔(11)中抽出的液體被加壓(在9處),壓縮的液體在焊接板式熱交換器(2)中與冷卻和/或液化過(guò)程中的空氣進(jìn)行熱交換而蒸發(fā),并且至少?gòu)脑O(shè)備中(在24,25;37A處)抽出一種液體產(chǎn)物,其特征在于待蒸餾的空氣被分成三股流體—第一股中壓空氣流被冷卻到其自身露點(diǎn)溫度附近,然后進(jìn)入中壓塔(10);—第二股高壓空氣流的壓力約高于60巴,它被冷卻和液化(在17處),然后在膨脹(在18處)后進(jìn)入雙塔(1);以及—第三股流為過(guò)渡壓力空氣流,該股流的至少一部分在進(jìn)入中壓塔(10)之前,在透平機(jī)(6)內(nèi)以中間冷卻溫度膨脹至中壓,所選擇過(guò)渡壓力應(yīng)使空氣在透平機(jī)葉輪的進(jìn)口處接近其自身的露點(diǎn)溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述液體產(chǎn)品至少部分是從一個(gè)與雙塔(1)相連的用于氧/氬分離的輔助塔(31)中生產(chǎn)的液氬。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于全部液體產(chǎn)品是液氬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法,其特征在于所述第二股空氣流從過(guò)渡壓力向高壓的壓縮只依靠由透平機(jī)(6)提供的機(jī)械能完成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法,其特征在于所述的中間溫度接近于高壓液體的蒸發(fā)溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一或5所述的方法,其特征在于高壓接近于40巴,并且從設(shè)備中抽出的液體產(chǎn)品的流量基本上由DL=-0.22P+22限定,其中,DL是以百分比表示的抽出的液體流量與生產(chǎn)的氧總流量的比值,而P是以絕對(duì)壓力巴表示的空氣高壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法,其特征在于抽出的液體產(chǎn)品的流量大約占生產(chǎn)的氧的總流量的2%和12%之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的方法,其特征在于所述第二和第三股空氣流分別占待蒸餾的空氣總流量的約20%-25%和約10%-30%。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)的方法,其特征在于蒸發(fā)的液體是氧、氮或氬。
10.用于在至少約30巴的高壓下生產(chǎn)氣體的設(shè)備,這種設(shè)備包括一個(gè)帶有一個(gè)低壓工作塔(11)和一個(gè)中壓工作塔(10)的空氣雙蒸餾塔(1),一個(gè)用于壓縮從設(shè)備的一個(gè)塔(11)中抽出的液體的泵(9),用于壓縮進(jìn)入的空氣的裝置(14,30,31),一個(gè)用于使待蒸餾的空氣和壓縮的液體進(jìn)行熱交換的焊接板式換熱器(2),以及用于從設(shè)備中至少抽出一種液體產(chǎn)品的管道(24,25;37A),其特征在于壓縮裝置包括分別用來(lái)以中壓、過(guò)渡壓力和高壓形成三股空氣流的裝置(4,6,7),熱交換器(2)包括從其熱端到其冷端冷卻中壓空氣的通道(13)、過(guò)渡壓力下部分冷卻空氣的通道(14)和從其熱端到其冷端冷卻高壓空氣的通道(17),以及該設(shè)備包括一個(gè)用來(lái)使至少一部分在過(guò)渡壓力下的部分冷卻空氣膨脹至中壓的透平機(jī)(8)和一個(gè)與雙塔(1)相連的生產(chǎn)液態(tài)氬的塔(31)。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備,其特征在于該設(shè)備還包括一個(gè)用于通過(guò)蒸發(fā)從塔(11)中抽出的液體來(lái)使從中壓塔(10)的貯槽中抽出的液體過(guò)冷的輔助熱交換器(38)。
12.在高壓下生產(chǎn)氣體的方法,以這種方法,空氣在帶有一個(gè)雙餾塔(1)的設(shè)備中蒸餾,該雙餾塔(1)又包括一個(gè)低壓工作的塔(11)和一個(gè)中壓工作的塔(10),其中部分空氣在進(jìn)入中壓塔前在透平機(jī)(6)中膨脹至中壓,所選擇的空氣壓力應(yīng)使空氣的溫度在透平機(jī)葉輪的入口處接近其自身的露點(diǎn)溫度。
13.如權(quán)利要求12所述的方法,其中須在透平機(jī)中膨脹的空氣在其利用雙塔所產(chǎn)生的氣體膨脹前,也可在增壓和蒸發(fā)階段之后被冷卻。
全文摘要
本方法是一種通過(guò)壓縮從低壓塔(11)的殼體中抽出的液氧來(lái)在理想的高壓下直接生成氣態(tài)氧的方法。待蒸餾的空氣被分成三股流雙蒸餾塔(1)的中壓流,約高于60巴的高壓流,以及部分冷卻后在透平機(jī)(8)中膨脹到中壓的過(guò)渡壓力流。所選擇的過(guò)渡壓力應(yīng)使待進(jìn)入透平機(jī)處理的空氣在透平機(jī)葉輪的入口處接近其自身的露點(diǎn)溫度。同時(shí)從設(shè)備中(在24處)抽出液體產(chǎn)品。應(yīng)用上述方法的設(shè)備可在大于30巴的壓力下生產(chǎn)大量氣態(tài)氧。
文檔編號(hào)F25J3/04GK1168463SQ9711005
公開日1997年12月24日 申請(qǐng)日期1997年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月12日
發(fā)明者M·格里尼爾 申請(qǐng)人:液體空氣喬治洛德方法利用和研究有限公司
網(wǎng)友詢問(wèn)留言 已有0條留言
  • 還沒(méi)有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1
长宁区| 鲁甸县| 平顶山市| 青铜峡市| 突泉县| 固始县| 泽普县| 武定县| 永安市| 康平县| 新沂市| 天祝| 奇台县| 新乡市| 马山县| 广德县| 宁河县| 屏山县| 张北县| 扎兰屯市| 玉树县| 宣武区| 永德县| 东莞市| 东阳市| 咸阳市| 铅山县| 桃江县| 赫章县| 宜宾县| 贺兰县| 陈巴尔虎旗| 金沙县| 阿勒泰市| 滦平县| 金山区| 塔河县| 法库县| 会昌县| 金秀| 黔江区|