一种空气分离系统的制作方法

本发明涉及空分设备，尤其涉及一种空气分离系统。

背景技术：

1、空气分离系统是将空气作为原料，利用低温将空气转化为液体，然后在蒸馏过程中将氧气、氮气、氩气等惰性气体进行分离，在制备过程中，空气的过滤降温与氮气深冷分离对整体流程有着至关重要的作用。但是目前的空气分离系统的能耗较大，剩余热量没有被充分利用，而且由于效率问题，导致产品产量低。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种空气分离系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

2、本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供一种空气分离系统，包括：空气过滤器、第一空压机、预冷器、纯化器、主换热器、第一膨胀机、第二膨胀机、第一过冷器、第二空压机、第四膨胀机、第五膨胀机、预冷机、一段过冷器、二段过冷器以及氮气储槽；

4、空气经所述空气过滤器除杂质后进入所述第一空压机，经所述第一空压机进行压缩与冷却后进入所述预冷器，冷却除水后进入所述纯化器，经所述纯化器净除水分与二氧化碳的空气输送至所述第一空压机，经压缩与冷却后的一部分压缩空气进入所述主换热器；

5、所述主换热器的上部冷媒出口与所述第一膨胀机连接，所述主换热器的中部冷媒出口与所述第二膨胀机连接，所述主换热器的下部冷媒出口与所述第一过冷器连接；

6、精馏塔上塔塔顶输出的氮气进入所述第二空压机进行增压，所述预冷机的进口与出口分别与所述第四膨胀机的增压段及所述第五膨胀机的增压段连接，所述第五膨胀机的增压段与所述一段过冷器连接，所述一段过冷器与所述第四膨胀机的膨胀段连接，所述二段过冷器的进口与出口分别与所述第四膨胀机的膨胀段及所述第五膨胀机的膨胀段连接，所述第五膨胀机的膨胀段与所述氮气储槽连接。

7、进一步的，所述的一种空气分离系统，还包括：增压机及第三膨胀机；经所述第一空压机压缩与冷却后的另一部分压缩空气依次进入所述增压机与所述第三膨胀机，经两次增压后的压缩空气输送至进入分馏塔冷箱。

8、进一步的，所述第一空压机上设置反流空气输入口，所述纯化器的输出口及所述分馏塔冷箱的输出口均连接至所述第一空压机的反流空气输入口。

9、进一步的，所述的一种空气分离系统，还包括：循环压缩机；所述第一膨胀机的出口与所述主换热器的中部冷媒进口连接，所述循环压缩机的进口与所述主换热器的中部冷媒出口连接，所述循环压缩机的出口与所述主换热器的上部冷媒进口连接。

10、进一步的，所述第二膨胀机设置第一出口、第二出口及第三出口；所述第二膨胀机的第一出口与所述循环压缩机连接；所述第二膨胀机的第二出口与第一冷凝蒸发器连接，所述第一冷凝蒸发器与精馏塔上塔连接；所述第二膨胀机的第三出口与精馏塔下塔连接。

11、进一步的，所述的一种空气分离系统，还包括：第二过冷器、第三过冷器以及储槽；所述第二过冷器的进口与所述精馏塔下塔底部的液空出口连接，所述第二过冷器的出口与所述精馏塔上塔连接；所述精馏塔上塔的底部液氧出口与所述第三过冷器的进口连接，所述第三过冷器的出口与所述储槽连接。

12、进一步的，所述的一种空气分离系统，还包括：辅换热器及氧气管网；所述精馏塔上塔的底部氧气出口与所述辅换热器的冷媒进口连接，所述辅换热器的冷媒出口与所述氧气管网连接。

13、进一步的，所述的一种空气分离系统，还包括：第二冷凝蒸发器以及过冷器；精馏塔下塔塔顶输出的氮气进入所述第二冷凝蒸发器冷凝成液氮，且冷凝液氮输送至所述过冷器进行过冷。

14、进一步的，所述过冷器上设置第一出口、第二出口以及第三出口；所述过冷器的第一出口与所述精馏塔上塔的进口连接；所述过冷器的第二出口与产品液氮储槽连接；所述过冷器的第三出口与氩系统连接。

15、进一步的，所述的一种空气分离系统，还包括：液氮过冷器以及热交换设备；精馏塔上塔塔顶抽出的污氮气输送至所述液氮过冷器，所述液氮过冷器的出口与所述热交换设备的冷媒进口连接，所述热交换设备的冷媒出口与水冷塔的进口连接。

16、本发明所带来的有益效果：将过滤部分与降温部分重新分配，交替进行，且利用主换热器进行热量交换，为空分系统其他流程提供温度调控的条件，同时利用膨胀机串联增压技术代替单纯的冷水机组降温，大幅度提高气体的制冷量从而达到节能降耗，减少电量损耗的目的。

技术特征：

1.一种空气分离系统，其特征在于，包括：空气过滤器、第一空压机、预冷器、纯化器、主换热器、第一膨胀机、第二膨胀机、第一过冷器、第二空压机、第四膨胀机、第五膨胀机、预冷机、一段过冷器、二段过冷器以及氮气储槽；

2.根据权利要求1所述的一种空气分离系统，其特征在于，还包括：增压机及第三膨胀机；经所述第一空压机压缩与冷却后的另一部分压缩空气依次进入所述增压机与所述第三膨胀机，经两次增压后的压缩空气输送至进入分馏塔冷箱。

3.根据权利要求2所述的一种空气分离系统，其特征在于，所述第一空压机上设置反流空气输入口，所述纯化器的输出口及所述分馏塔冷箱的输出口均连接至所述第一空压机的反流空气输入口。

4.根据权利要求3所述的一种空气分离系统，其特征在于，还包括：循环压缩机；所述第一膨胀机的出口与所述主换热器的中部冷媒进口连接，所述循环压缩机的进口与所述主换热器的中部冷媒出口连接，所述循环压缩机的出口与所述主换热器的上部冷媒进口连接。

5.根据权利要求4所述的一种空气分离系统，其特征在于，所述第二膨胀机设置第一出口、第二出口及第三出口；

6.根据权利要求5所述的一种空气分离系统，其特征在于，还包括：第二过冷器、第三过冷器以及储槽；所述第二过冷器的进口与所述精馏塔下塔底部的液空出口连接，所述第二过冷器的出口与所述精馏塔上塔连接；所述精馏塔上塔的底部液氧出口与所述第三过冷器的进口连接，所述第三过冷器的出口与所述储槽连接。

7.根据权利要求6所述的一种空气分离系统，其特征在于，还包括：辅换热器及氧气管网；所述精馏塔上塔的底部氧气出口与所述辅换热器的冷媒进口连接，所述辅换热器的冷媒出口与所述氧气管网连接。

8.根据权利要求7所述的一种空气分离系统，其特征在于，还包括：第二冷凝蒸发器以及过冷器；精馏塔下塔塔顶输出的氮气进入所述第二冷凝蒸发器冷凝成液氮，且冷凝液氮输送至所述过冷器进行过冷。

9.根据权利要求8所述的一种空气分离系统，其特征在于，所述过冷器上设置第一出口、第二出口以及第三出口；

10.根据权利要求9所述的一种空气分离系统，其特征在于，还包括：液氮过冷器以及热交换设备；精馏塔上塔塔顶抽出的污氮气输送至所述液氮过冷器，所述液氮过冷器的出口与所述热交换设备的冷媒进口连接，所述热交换设备的冷媒出口与水冷塔的进口连接。

技术总结
本发明公开一种空气分离系统，包括：空气过滤器、第一空压机、预冷器、纯化器、主换热器、第一膨胀机、第二膨胀机、第一过冷器、第二空压机、第四膨胀机、第五膨胀机、预冷机、一段过冷器、二段过冷器以及氮气储槽；主换热器的上部冷媒出口与第一膨胀机连接，主换热器的中部冷媒出口与第二膨胀机连接，主换热器的下部冷媒出口与第一过冷器连接；预冷机的进口与出口分别与第四膨胀机的增压段及第五膨胀机的增压段连接，二段过冷器的进口与出口分别与第四膨胀机的膨胀段及第五膨胀机的膨胀段连接。大幅度提高气体的制冷量从而达到节能降耗，减少电量损耗的目的。

技术研发人员：王景平,姚细俊,韦满
受保护的技术使用者：湖北浠水蓝天联合气体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12