[发明专利]一种通过低温精馏法提纯空气制取高压氧气方法及装置

说明书

一种通过低温精馏法提纯空气制取高压氧气方法及装置，所述的方法采用新的流程组织形式，利用板式换热器尽可能的回收冷量，从而节省了制氧装置的能耗；增压空气利用膨胀机增压端继续加压，降低了增压机末端的排气压力，降低了增压机的制造难度及制造成本。

技术领域

本发明涉及的是一种新型节能的通过低温精馏法提纯空气制取高压氧气方法及装置，更具体的说是一种通过低温精馏法、中压膨胀提纯空气大规模制取内压缩氧气方法及其装置。

背景技术

近些年来随着钢铁冶金、煤化工、石油天然气等行业的迅速发展，与之配套的空分设备也不断的向着大型化发展。在规模不断扩大保障设备安全性能的同时，我们不得不考虑能耗对于设备运行的长远影响。无论煤化工企业，还是钢铁企业，国内存在的亏损项目不在少数。究其根本在于产品的成本不具有市场竞争力，而成本的最根本来源就在于最终能源的消耗。空分设备作为配套设备的耗能大户，在成本中占据举足轻重的作用。空分设备的能耗也直接关系到了最终产品的实际成本。要不断提高市场竞争力，就需要不断降低产品的成本，这也使得空分设备的节能变得越来越重要。而空分流程在一套空分设备的最终运行能耗上起了至关重要的作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种采用流程的合理选择使得板式换热器尽可能的回收冷量，从而节省制氧装置的能耗；并且高压空气利用膨胀机增压端继续加压，降低了增压机末端的排气压力，降低了增压机制造难度及制造成本的通过低温精馏法提纯空气制取高压氧气方法及装置。

本发明的目的是这样实现的：一种通过低温精馏法提纯空气制取高压氧气方法，所述的方法包括以下步骤：

a) 原料空气首先进入空气吸入过滤器，在空气吸入过滤器中除去灰尘和其它颗粒杂质，然后进入原料空气压缩机，经过多级压缩后进入空冷塔；空气从空气冷却塔的下部进入，从顶部出来；空气冷却塔的给水分为两段，冷却塔的下段使用常温循环水，而冷却塔的上段则使用经氮—水冷却塔冷却后的低温水，使空气冷却塔出口空气温度降低；空气冷却塔顶部设有丝网除雾器，以除去空气中的机械水滴；空气自下而上穿过空气冷却塔，空气在冷却的同时，又得到清洗；

b）经空冷塔冷却后的空气进入切换使用的分子筛纯化器，空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附；分子筛纯化器为两只切换使用；

c）净化后的加工空气分为三股：一小部分被抽出作为空分自用仪表空气；一部分去空气增压机继续增压；剩下的大部分空气直接进入主换热器，被返流气体冷却至饱和温度，出主换热器冷端直接进入下塔进行精馏；

d）一股相当于膨胀量的空气从空气增压机一段抽出，经冷却器冷却后，进入主换热器和返流气进行换热，并从主换热器中部抽出进入膨胀机膨胀，膨胀后空气进入下塔；另一部分空气经增压机增压并经后过冷器冷却至常温后，送入膨胀机增压端继续增压，然后进入主换热器，与高压液氧及返流污氮气体换热；这部分高压空气从主换热器底部抽出经节流进入下塔；

e）空气经下塔初步精馏后，获得液空、纯液氮和污液氮，并经过冷器过冷后节流进入上塔；经上塔进一步精馏后，在上塔底部获得液氧，经液氧泵压缩后进入主换热器，复热后出冷箱，进入氧气管网；另抽取部分液氧过冷后作为液氧产品送入液氧贮槽；

f）从下塔顶部抽出液氮，经过冷器过冷后作为产品进入贮槽；

g）从辅塔顶部抽取常压氮气，经过冷器、主换热器复热出冷箱经氮气压缩机压缩后进入氮气管网；

h）从上塔上部引出污氮气经过冷器、主换热器复热出冷箱后分成两部分：一部分进入分子筛系统的加热器，作为分子筛再生气体，其余污氮气去水冷塔；

i）从上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔，粗氩塔在结构上分为两段，第二段氩塔底部抽取的液体经液体泵送入第一段顶部作为回流液，经粗氩塔精馏得到粗氩气送入纯氩塔中部，经纯氩塔精馏在纯氩塔底部得到纯液氩。