[发明专利]一种基于双余热利用的空分纯化装置及其方法

权利要求书

1.一种基于双余热利用的空分纯化装置，其特征在于：包括：第一分子筛吸附器（1）、第二分子筛吸附器（2）、第三分子筛吸附器（3）、换热器（4）、循环水泵（5）、电加热器（6）、第一热化学反应器（7）、第一储液器（8）、第二热化学反应器（9）、第二储液器（10）、污氮气加热通道第一支路（50）、污氮气加热通道第二支路（51）、污氮气余热回收通道第一支路（52）、污氮气余热回收通道第二支路（53）、污氮气加热通道（54）、污氮气冷吹通道（55）、污氮气余热回收通道（56）、污氮气放空通道（57）、污氮气放空通道第一支路（58）、循环水通道（59）、第一制冷剂通道（60）、第二制冷剂通道（61）、空气出口通道（62）、空气进口通道（63）；

所述的第一分子筛吸附器（1）一端的管路分为三条支路，其中第一支路连接污氮气加热通道（54），且第一支路上设有第一自动控制阀（12），第二支路连接污氮气冷吹通道（55），且第二支路上设有第二自动控制阀（13），第三支路连接空气出口通道（62），且第三支路上设有第三自动控制阀（14）；第一分子筛吸附器（1）的另一端的管路分为四条支路，第一支路和第二支路分别连接空气进口通道（63），且第一支路上设有第十自动控制阀（21），第二支路上设有第一增压阀（22），第三支路上设有第一卸压阀（23），第四支路上设有第十一自动控制阀（24），第三支路和第四支路汇合后连接第一三通阀（25）的进口通道，第一三通阀（25）的另外两个出口通道分别连接污氮气余热回收通道（56）和污氮气放空通道（57）；

所述的第二分子筛吸附器（2）和第三分子筛吸附器（3）的两端以与第一分子筛吸附器（1）相同的方式连接各通道；

进入空分纯化装置的污氮进气通道被分成两路，一路接入污氮气冷吹通道（55），污氮气冷吹通道（55）上设有污氮气冷吹控制阀（38）；另一路经过污氮气加热控制阀（37）后再次分为污氮气加热通道第一支路（50）和污氮气加热通道第二支路（51）；污氮气加热通道第二支路（51）末端连接第九三通阀（47）的第一接口，污氮气余热回收通道（56）的末端连接第四三通阀（42）的第一接口，第九三通阀（47）和第四三通阀（42）之间设有污氮气余热回收通道第一支路（52）和污氮气余热回收通道第二支路（53）；

所述的污氮气余热回收通道第一支路（52）依次连接第四三通阀（42）的第二接口、第五三通阀（43）的第一接口、第五三通阀（43）的第二接口、第一热化学反应器（7）、第二储液器（10）、第七三通阀（45）的第一接口、第七三通阀（45）的第二接口、第九三通阀（47）的第二接口；

所述的污氮气余热回收通道第二支路（53）依次连接第四三通阀（42）的第三接口、第六三通阀（44）的第一接口、第六三通阀（44）的第二接口、第二热化学反应器（9）、第一储液器（8）、第八三通阀（46）的第一接口、第八三通阀（46）的第二接口、第九三通阀（47）的第三接口；

第七三通阀（45）的第三接口和第八三通阀（46）的第三接口通过管路汇合后接入污氮气放空通道第一支路（58）放空；

第五三通阀（43）的第三接口和第六三通阀（44）的第三接口通过管路汇合后接入污氮气加热通道（54）；污氮气加热通道第一支路（50）经过换热器（4）后也接入污氮气加热通道（54）；污氮气加热通道（54）上设有第十六自动控制阀（36）和电加热器（6）；

所述的第一制冷剂通道（60）依次连接第一热化学反应器（7）、第一双向转换阀（48）、第一储液器（8），构成第一热化学储热装置；

所述的第二制冷剂通道（61）依次连接第二热化学反应器（9）、第二双向转换阀（49）、第二储液器（10），构成第二热化学储热装置；

所述的第一热化学反应器（7）、第一储液器（8）、第二热化学反应器（9）、第二储液器（10）内部均装有换热盘管，盘管间放置热化学吸附剂或液态制冷剂；

所述的第一分子筛吸附器（1）、第二分子筛吸附器（2）、第三分子筛吸附器（3）三者内部均装有与循环水通道（59）相连的换热盘管，盘管间填充活性氧化铝和分子筛构成的双层床体；所述的循环水通道（59）上设有用于提供循环动力的循环水泵（5），循环水在循环过程中分为三条支路流入三个分子筛吸附器内的换热盘管，用于带走双层床体中的热量；第一支路依次连接第一分子筛吸附器（1）、第一循环水阀（39）；第二支路依次连接第二分子筛吸附器（2）、第二循环水阀（40）；第三支路依次连接第三分子筛吸附器（3）、第三循环水阀（41）；循环水通道（59）的三条支路汇合后流经换热器（4），与污氮气加热通道第一支路（50）进行热交换；

所述的污氮气放空通道（57）末端直接放空；

待净化的空气从空气进口通道（63）通入；净化后的空气从空气出口通道（62）排出；

所述的第一热化学反应器（7）、第一储液器（8）、第二热化学反应器（9）、第二储液器（10）、第四三通阀（42）、第五三通阀（43）、第六三通阀（44）、第七三通阀（45）、第八三通阀（46）、第九三通阀（47）、第一双向转换阀（48）、第二双向转换阀（49）、第一制冷剂通道（60）、第二制冷剂通道（61）、污氮气余热回收通道第一支路（52）、污氮气余热回收通道第二支路（53）构成双耦合热化学储热系统。