用于为通过低温蒸馏来分离空气的装置除冰的方法和适合使用该方法除冰的装置与流程

本发明涉及一种用于为通过低温蒸馏来分离空气的装置除冰的方法和一种适合使用该方法除冰的装置。

背景技术：

用于通过低温蒸馏来分离空气的装置必须定期进行除冰，以便清除可能积聚在装置中的二氧化碳、水和碳氢化合物。

为此，根据一种历史悠久的方法，需要将该装置加热至高于0℃的温度。

首先，清除积聚在装置中的液体，然后使供给空气通过装置，其中一个或多个冷生产涡轮机关闭。装置中的压力升高，并且积聚的气体释放到大气中。

为了重新加热涡轮机，使用入口处的阀和出口处的阀关闭涡轮机的空气入口和出口，并且通过使气体经排出部朝向入口传送(或可选地通过从入口传送到出口)来将气体送至涡轮机。

每个机器的入口和出口处都设有手动隔离阀。这些阀不一定在分离装置的示出其正常运行的简图中示出，以避免使附图过于复杂。

一旦装置被除冰，便可以通过冷却该装置将空气送至一个或多个涡轮机来重新起动。

技术实现要素：

本发明的目的在于减少除冰和/或重新起动所需的时间以及可选地减少用于供应客户端的备用蒸发器的运行时间。通过使用本发明，不再需要吹扫塔以便除去它们所包含的液体。

此外，不再需要在每个涡轮机的出口处设置阀，因此减少了阀的总数量。

根据本发明的一个目的，提供了一种用于通过低温蒸馏来分离空气的装置，其包括：塔系统；第一涡轮机；第二涡轮机；可选的联接到第一涡轮机的第一压缩机；可选的联接到第二涡轮机的第二压缩机；热交换器；用于将在热交换器中冷却的空气的至少一个第一部分在热交换器的中间温度下送至第一和第二涡轮机的机构；第一膨胀空气管道，其连接到第一涡轮机的回流(backflow)/出口并连接到塔系统；第二膨胀空气管道，其连接到第二涡轮机的回流/出口；公共管道，其连接到第一和第二膨胀空气管道以将涡轮机的膨胀空气传送到塔系统的塔；和隔离阀，优选单个隔离阀，其允许公共管道关闭。

根据其它可选方面：

-该装置包括短路管道，该短路管道将第一涡轮机的入口连接到第一涡轮机的出口并在隔离阀上游的位置处连接到公共管道，从而允许空气从第一涡轮机的入口传送到公共管道而不经过涡轮机；

-该装置包括由第一和第二涡轮机中的一者驱动的至少一个压缩机；

-该装置包括用于将空气从由涡轮机之一驱动的压缩机送至热交换器以便在其中至少部分地液化、或者在于热交换器中冷却之后送至涡轮机的机构；

-该装置包括在隔离阀上游并在第一和第二涡轮机下游、优选在短路管道下游的通气阀；

-隔离阀是将第一涡轮机的出口连接到塔系统和/或将第二涡轮机的出口连接到塔系统以允许空气通过其中的唯一阀。

根据本发明的另一目的，提供了一种用于在空气分离装置中通过低温蒸馏来分离空气的方法，该空气分离装置包括塔系统、第一涡轮机、第二涡轮机、可选的联接到第一涡轮机的第一压缩机、可选的联接到第二涡轮机的第二压缩机以及热交换器，其中：

i)在正常运行中，空气的至少一个第一部分被传送以在热交换器中冷却至热交换器的中间温度，并且随后被送至第一涡轮机和第二涡轮机，被允许在第一涡轮机中膨胀的空气和被允许在第二涡轮机中膨胀的空气经公共管道被送至塔系统的塔，源自公共管道的空气在塔系统中被分离，以便产生至少一种富含氮或氧的流体；并且

ii)在除冰操作中，借助隔离阀来关闭公共管道，在0℃以上的温度下将吹扫气体送至涡轮机以对其进行除冰，但不将吹扫气体送至塔系统。

可选地：

-借助隔离阀来关闭公共管道，该隔离阀是唯一为此关闭的阀；

-手动关闭隔离阀；

-公共管道连接到塔系统的在最高压力下运行的塔；

-通过将干空气送至第一压缩机的入口来进行除冰；

-通过沿与正常运行中的空气相反的方向输送干燥气体来进行除冰；

-该方法不包括在除冰操作期间清洗/吹扫塔的步骤。

附图说明

将参考附图更详细地描述本发明，其中：

图1示出了根据本发明的用于通过低温蒸馏来分离空气的装置。

具体实施方式

如图1所示，该装置包括塔系统，该塔系统包括在第一压力下运行的第一塔k1和在低于第一压力的第二压力下运行的第二塔k2。各塔通过由来自第一塔的顶部的氮加热的第二塔的底部再沸器热连接。从第二塔k2的底部提取液氧31，并从第二塔的顶部提取气态氮33。在某些阶段液氮从第二塔的顶部传送，以帮助保持该过程处于低温。

该装置包括第一空气膨胀涡轮机t1、第二空气膨胀涡轮机t2、联接到第一涡轮机的第一空气压缩机c1和联接到第二涡轮机的第二空气压缩机c2。压缩空气1被分成两部分，包括热交换器e中的第一部分3。第二部分5被送至第一压缩机c1，在此它在高于第一部分压力的压力下被压缩。第一压缩机c1的出口经阀v8连接到所述第一压缩机的入口。

根据第一变型，第一部分3在热交换器的中间温度下从热交换器输出，并且在尚未于第一压缩机中被压缩的情况下被送至第一和第二涡轮机。

在已于第一压缩机中被压缩之后，第二部分5在热交换器中冷却至热交换器的中间温度。其随后被送至第二压缩机c2。

在正常运行期间，来自第一和第二涡轮机的空气通过单个阀v11和管道13被送至第一塔k1，以便进行分离。第二部分5在第二压缩机c2中被压缩，并且随后在热交换器中冷却，然后以液体形式经阀9被送至第一塔k1。阀v2和v3关闭。可选地，部分空气可以经由短路管道15被送至一区段，短路管道15将阀v13上游的涡轮机t1的入口连接到阀v11上游的管道13。短路管道15包括阀v7但不包括涡轮机。从涡轮机和可选的短路管道到达的任何流必须经过阀v11，其中没有阀连接在涡轮机出口与阀v11之间。

为了除冰，隔离阀v11关闭以防止在其再加热期间源自塔k1的流体到达——这可能导致事故。为了将涡轮机除冰，将干燥气体送入每个涡轮机中，沿与要蒸馏的空气的正常通过相反的方向传送。阀v4和阀v5可以根据出口的上游或下游位置或可选地用于所考虑的涡轮机的除冰入口来关闭或打开。

手动隔离阀v11设置在涡轮机t1、t2的出口处。短路管道15连接在阀v11上游和涡轮机t1、t2的进气口下游的位置。在该阀v11以及液态空气阀v9关闭的情况下，允许机器与塔隔离，并从而允许液体保留在塔中。

应注意，在涡轮机t1、t2的排放部的直接下游没有阀，单个阀v11被安置在两个涡轮机的进气口的下游和空气短路管道15的下游。

因此，通过手动关闭阀v11，可以防止冷气体从塔(由于其再加热)返回到涡轮机或压缩机。

这可以节省重新起动时间并限制在更换机器中的料筒时的备用蒸发的运行时间。

阀s1在阀v11以及涡轮机t2的进气点和短路管道15的上游连接到涡轮t1的出口。

在冷增压器c1的入口处喷射干气体、优选空气以便防止从交换管线e的冷迁移允许在不必将交换管线e除冰的情况下容易地更换涡轮机t1的料筒。

这也节省了重新起动时间并且限制了在更换机器料筒时蒸发装置的液体产品的运行时间。