[发明专利]用于给空气分离装置供料的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于给空气分离装置供料的方法和设备。

空气分离装置一般是由至少一个等温压缩机来供给空气的，该等温压缩机装有中间致冷机，在此致冷机中空气通过与制冷空气交换自己的热量而被冷却。

离开压缩机的空气在最后的致冷机中或在一个空气/水塔中被冷却，一般同时还伴随有一个水/氮塔和/或一个致冷单元。该一般称之为“预冷却”的系统使空气在进入干燥器前达到相对较低的温度(大约15℃)，这样，因为含在空气中的水份相对温度是呈指数规律增加的，而减小了干燥器的大小。这种类型的系统已在由Walter F.Castle于1996年在“在空气分离和液化工艺中使用CFC_S的现行方法”一文中公开了。

JP-A-62-335691、JP-196772/94、FR-2686405和JP-A-07144114公开了利用压缩机致冷机的热量加热再生气体的技术。

然而，上述所使用的压缩机都为等温压缩机。

本发明的一个目的是要降低空气分离单元的设备成本。

根据本发明的这个目的，提供了一种向空气分离装置供料的方法，其中至少一个空气压缩机是绝热压缩机。

根据本发明的其他方面

将由绝热压缩机压缩的全部空气送入空气分离装置；

由绝热压缩机输送的空气是通过由分离装置输出的至少一种气体冷却的；

—接着把由在绝热压缩机中压缩的空气加热的一种气体送入一个空气净化单元，该气体在此单元中起再生作用；

—送去起再生作用的气体是一种湿气体；

—在由绝热压缩机输送的空气进入净化单元前，该空气在热交换管线中由分离装置输出的气体冷却，在净化单元中由绝热压缩机输送的空气被净化，除去水份和/或CO₂；

—将净化后的空气返回交换管线中；

—除去水份和CO₂的净化过程是分别在两个不同的温度下进行的；

—预定供给该装置的空气的至少一部分在热交换管线中由分离装置输出的气体流冷却，该气体流特别为非纯氮，而且在返回热交换管线之前给所述气体加湿。

根据本发明的另一个目的，提供了一种向空气分离装置供料的设备，在这个设备中至少一个压缩机是绝热压缩机。

根据本发明的其他方面：

—绝热压缩机用于空气分离装置；

—空气分离装置是一个低湿蒸馏装置；

—有热交换管线和用于将由绝热压缩机输出的空气和由空气分离装置输出的至少一种气体送入该热交换管线的装置；

—有给热交换管线上游的一种气体加湿的装置。

根据本发明的再一个目的，提供了一种向利用低湿蒸馏原理的空气分离装置供料的方法，其中，至少部分预定送入装置A中的空气在热交换管线中由分离装置输出的气体流冷却，该气体流特别为非纯氮，其特征在于将所述气体流在返回热交换管线前加湿。

根据本发明的另一个目的，提供了一种向利用低温蒸馏原理的空气分离装置供料的设备，它包括向热交换管线输送空气流和气体流的装置，其特征在于它还包括给热交换管线上游的气体加温的装置。

由于绝热压缩机没有致冷器，通过省去气体分离单元的空气供入路径上的水致冷机，以及相关的全部冷却水回路，其中包括水致冷塔、水处理单元、水泵、分配网、旋塞及阀门、供电单元和所附的测量仪表，以及最后的向气体分离单元供料的水预冷系统而降低了设备的成本。

本发明还有通过大量减少水的消耗而显著降低操作成本的优点，由于消除了可能的水路腐蚀和定期更换特定部件，从而省掉了水网的维护成本，并消除了水泵和水致冷塔风扇的电能消耗。

在去除水和CO₂的空气净化系统中，例如使用一个或多个吸附床的干燥和除二氧化碳系统，或者是使用不允许在热交换管线中净化的其他任何系统，空气将与输出的产品一起从热交换管线中抽出，然后净化去除水和CO₂并返回热交换管线。选择抽出空气处的温度，以便使去除水和CO₂的净化系统的规模最佳化。而且，去除水和CO₂的净化操作可在两个不同的温度下进行，这两个温度以使整个热交换管线净化系统在经济上最佳的方式来选择。

现在将参照附图描述本发明的实施例，其中：

—图1是本发明用于向空气分离装置供料的设备的示意图。