[发明专利]低温空气分离设备

权利要求书

1.一种低温空气分离设备，包括：

用于使进料空气进行热交换的热交换器(1)；

第一精馏塔(2)，已通过所述热交换器(1)的进料空气被引入所述第一精馏塔，所述第一精馏塔(2)包括其中储存有富氧液体的第一塔底部分(21)、用于对进料空气进行精馏的第一精馏部分(22)、和设置在所述第一精馏部分(22)的上部部分处并储存第一蒸发气体的第一塔顶部分(23)；

第一冷凝器(3)，其设置在所述第一塔顶部分(23)的上方，并且采用所述第一塔顶部分(23)中的所述第一蒸发气体作为热源；

第二精馏塔(5)，其包括第二塔底部分(31)、第二精馏部分(51，52，53)和从其中抽取氮气的第二塔顶部分(54)；

用于精馏氩的第三精馏塔(6)，所述第三精馏塔(6)包括向其中引入从第二精馏塔(5)的第二精馏部分(50)的中间部分(51)抽取的粗氩进料气体的第三塔底部分(61)、用于对粗氩进料气体进行精馏的第三精馏部分(62)、以及其中储存有氩的第三塔顶部分(63)；

第二冷凝器(7)，其设置在所述第三塔顶部分(63)的上方并且采用所述第三塔顶部分(63)中的氩作为热源；

用于对超高纯度氧进行精馏的高纯度氧精馏塔(8)，所述高纯度氧精馏塔(8)包括：氧塔底部部分(81)，其具有设置在其下部区域中的超高纯度氧蒸发器(9)；氧精馏部分(82)，从第三精馏塔(6)的第三精馏部分(62)的中间部分抽取的富氧液体被引入到所述氧精馏部分；和氧塔顶部部分(83)，氧蒸发气体从其中被抽取以返回到所述第三精馏塔(6)的第三精馏部分(62)的中间部分；

第三冷凝器(4)，其设置在氧塔顶部部分(83)的上方并采用所述氧塔顶部部分(83)中的氧蒸发气体作为热源；

第一氮压缩机(10)，其用于在已使从所述第三冷凝器(4)的上部区域(41)抽取的第二氮气和从所述第二精馏塔(5)的第二塔顶部分(54)抽取的第一氮气通过所述热交换器(1)之后压缩所述第二氮气和所述第一氮气；以及

压缩再循环气体管线(L52)，其用于将由所述第一氮压缩机(10)压缩的产物氮气作为压缩再循环气体引入到所述超高纯度氧蒸发器(9)的热端中。

2.根据权利要求1所述的低温空气分离设备，包括第二氮压缩机(11)，其用于压缩从所述第三冷凝器(4)的上部区域(41)抽取并已经过所述热交换器(1)的第二氮气。

3.根据权利要求1或2所述的低温空气分离设备，其中，所述第三精馏塔(6)在被引入所述超高纯度氧精馏塔(8)中的富氧液体被抽取的位置处被划分为上部粗氩塔(620)和下部粗氩塔(610)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的低温空气分离设备，包括膨胀涡轮(24)，该膨胀涡轮用于使以下气体中的至少一种气体膨胀：混合气体，该混合气体包括进料空气、从所述第二精馏塔(5)回收的氮气、从所述第一冷凝器(3)的上部部分(31)抽取的氧气、和从第一精馏塔、第二精馏塔或第三精馏塔中的任一者排出的废气中的两种或更多种气体；以及通过所述第一氮压缩机(10)和/或所述第二氮压缩机(11)增压的氮气。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的低温空气分离设备，包括用于将液氮作为冷源供给至所述第一精馏塔(2)或所述第二精馏塔(5)的供给管线(L9)。