[发明专利]用于通过低温蒸馏来分离空气的方法和设备

权利要求书

1.一种用于通过低温蒸馏来分离空气的方法，其中，空气在第一压缩机中压缩、在热交换器(E1)中冷却、并且随后在塔(MP，BP)系统中进行分离；液氧在该热交换器逆流中汽化为加压气体流，该加压气体流被冷凝或伪冷凝；气体流在具有单叶轮的低温膨胀涡轮机中膨胀，该膨胀涡轮机称为第一膨胀涡轮机，该气体是空气或从该塔系统传送的气体，该第一膨胀涡轮机的入口温度低于-100℃；在第一增压压缩机(B1)中对气体进行压缩，该气体是空气或从该塔系统传送的气体，该第一增压压缩机具有单叶轮、入口温度高于-50℃；在第二增压压缩机(B2)中对气体进行压缩，该气体是空气或从该塔系统传送的气体，此气体已经在该第一增压压缩机中进行压缩，该第二增压压缩机具有单叶轮、入口温度低于-100℃；在至少该第一增压压缩机中压缩的气体在该热交换器中冷却，通过在该热交换器中进行热交换而促进液氧汽化，并且在离开该热交换器的冷端时进行液化或伪液化，其中：

a)由该第一膨胀涡轮机(T)产生的功用于该第一增压压缩机中的第一压缩步骤以及用于该第二增压压缩机中的压缩步骤；

b)该第一膨胀涡轮机的叶轮、该第一增压压缩机的叶轮和该第二增压压缩机的叶轮的操作条件被定义为使得这三个叶轮具有相同的转速；

c)i)该第一增压压缩机的叶轮、该第二增压压缩机的叶轮和该第一膨胀涡轮机的叶轮安装在相同的转轴上；或者

ii)该第一增压压缩机和该第二增压压缩机各自通过转轴连接至该第一膨胀涡轮机的叶轮，这些轴以相同的转速旋转；或者

iii)该第一增压压缩机和该第一膨胀涡轮机的叶轮各自通过转轴连接至该第二增压压缩机，这些轴以相同的转速旋转；以及

d)该第一压缩步骤允许在冷箱外部产生功，并且这样产生了用于该空气分离方法的冷却功率，

其中，在该第一膨胀涡轮机(T)的叶轮、该第一增压压缩机(B1)的叶轮和该第二增压压缩机(B2)的叶轮中，至少一个叶轮具有的效率低于在相同的操作条件下在另一转速下其会具有的效率。

2.如权利要求1所述的方法，该方法利用第二膨胀涡轮机，其中，这两个涡轮机并联操作，并且该气体流被分为两部分，每个部分在这两个涡轮机中的一个之中膨胀，该气体是空气或从该塔系统传送的气体。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，在该第一增压压缩机和该第二增压压缩机(B1，B2)中压缩的气体是旨在用于蒸馏的空气。

4.如权利要求1或2所述的方法，其中，在该第一增压压缩机(B1)中压缩的至少一些气体或者甚至所有气体随后在该第二增压压缩机(B2)中压缩。

5.如权利要求1所述的方法，其中，由该第一膨胀涡轮机(T)产生的功没有转移到发电机、油压制动器或除该第一增压压缩机和该第二增压压缩机(B1，B2)以外的压缩机。

6.如权利要求2所述的方法，其中，由该第二膨胀涡轮机产生的功没有转移到发电机、油压制动器或除该第一增压压缩机和该第二增压压缩机(B1，B2)以外的压缩机。

7.如权利要求1所述的方法，其中，该第一膨胀涡轮机(T)的入口温度低于该第二增压压缩机(B2)的入口温度和/或该第一增压压缩机(B1)的入口温度。

8.如权利要求2所述的方法，其中，该第二膨胀涡轮机的入口温度低于该第二增压压缩机(B2)的入口温度和/或该第一增压压缩机(B1)的入口温度。

9.如权利要求1或2所述的方法，其中，该空气首先在该第一增压压缩机(B1)中压缩，然后在该第二增压压缩机(B2)中压缩。

10.如权利要求9所述的方法，其中，在该第一增压压缩机(B1)中压缩的所有空气随后在该第二增压压缩机(B2)中压缩。

11.如权利要求1或2所述的方法，其中，在该第一膨胀涡轮机(T)中膨胀的空气已经在该第一增压压缩机(B1)中压缩。