用于通過低溫分離空氣獲取壓力氣體產(chǎn)物的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過低溫分離空氣可變地獲取壓力氣體產(chǎn)物的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]用于空氣低溫分離的方法和裝置例如從豪森/林德，低溫技術(shù)，第二版1985，第4章(第281至337頁)中公開。
[0003]這類設(shè)備的蒸餾塔系統(tǒng)能夠被構(gòu)造成雙塔系統(tǒng)(譬如作為經(jīng)典的林德雙塔系統(tǒng))，或者也能被構(gòu)造成三塔或多塔系統(tǒng)。除了用于氮氧分離的蒸餾塔之外，所述蒸餾塔系統(tǒng)還能夠具有其它用于獲取高純度產(chǎn)物和/或其它空氣組分尤其是稀有氣體的裝置，例如氬獲取裝置和/或氪氣獲取裝置。
[0004]作為“冷凝器-蒸發(fā)器”指的是一熱交換器，在該熱交換器中，第一冷凝流體流與第二蒸發(fā)流體流進行間接熱交換。每個冷凝器-蒸發(fā)器具有一液化室和一蒸發(fā)室，所述液化室和蒸發(fā)室由液化通道或蒸發(fā)通道組成。在所述液化室中執(zhí)行所述第一流體流的冷凝(液化)，在所述蒸發(fā)室中執(zhí)行所述第二流體流的蒸發(fā)。蒸發(fā)室和液化室由這些通道的組構(gòu)成，它們相互處于熱交換關(guān)系中。冷凝器-蒸發(fā)器的蒸發(fā)室能夠被構(gòu)造成浴槽式蒸發(fā)器、降膜蒸發(fā)器或者強制流動蒸發(fā)器。
[0005]在本發(fā)明的過程中，一液態(tài)帶壓的產(chǎn)物流相對一熱載體被蒸發(fā)并最后作為內(nèi)部壓縮的壓力氣體產(chǎn)物被獲取。該方法也被稱為內(nèi)部壓縮。所述方法用于獲取氣態(tài)壓力產(chǎn)物。對于超臨界壓力的情況而言，不發(fā)生實際意義上的相變，所述產(chǎn)物流于是被“偽蒸發(fā)”。所述產(chǎn)物流譬如可以是一來自一雙塔系統(tǒng)低壓塔的氧產(chǎn)物或者一來自一雙塔系統(tǒng)高壓塔或者主冷凝器液化室的氮產(chǎn)物，通過所述產(chǎn)物流，高壓塔和低壓塔處于熱交換式連接。
[0006]相對所述(偽)蒸發(fā)的產(chǎn)物流，一處在高壓下的熱載體被液化(或者，如果所述熱載體處在超臨界壓力下，則被偽液化)。所述熱載體常由空氣的一部分構(gòu)成，在當前情況下由所述被壓縮的進料空氣的所述“第二部分流”構(gòu)成。
[0007]內(nèi)部壓縮方法譬如從DE 830805，DE 901542 ( = US 2712738/US2784572)，DE 952908，DE 1103363( = US 3083544)，DE 1112997 ( = US3214925)，DE 1124529，DE1117616( = US 3280574), DE 1226616 ( = US3216206)，DE 1229561 ( = US 3222878)，DE 1199293，DE 1187248( = US3371496)，DE 1235347，DE 1258882( = US 3426543)，DE1263037( = US3401531)， DE 1501722( = US 3416323)， DE 1501723( = US 3500651)，DE253132( = US 4279631)，DE 2646690，EP 93448 B1 ( = US 4555256)，EP384483 B1(=US 5036672), EP 505812 B1 ( = US 5263328)，EP 716280 B1 ( = US 5644934)，EP 842385Bl( = US 5953937)， EP 758733 B1( = US 5845517)， EP 895045 B1( = US 6038885)， DE19803437 Al，EP 949471 B1 ( = US6185960 Bl)，EP 955509 A1 ( = US 6196022 Bl)，EP1031804 A1( = US6314755)，DE 19909744 ALEP 1067345 Al ( = US 6336345)，EP 1074805Al( = US 6332337)，DE 19954593 Al, EP 1134525 Al ( = US 6477860)，DE10013073 Al,EP 1139046 Al, EP 1146301 Al, EP 1150082 Al, EP 1213552A1，DE 10115258 Al, EP1284404 Al( = US 2003051504 Al)，EP 1308680 A1( = US 6612129 B2)，DE 10213212Al，DE 10213211 Al, EP 1357342 Al 或者 DE 10238282 AIDE 10302389 Al, DE 10334559Al, DE 10334560 Al, DE 10332863 Al, EP 1544559 Al, EP 1585926 Al, DE 102005029274A1EP1666824 ALEP 1672301 A1，DE 102005028012 Al,ffO 2007033838 Al,ffO 2007104449Al, EP 1845324 Al, DE 102006032731 Al, EP 1892490 Al, DE 102007014643 Al, Al, EP2015012 A2， EP 2015013 A2， EP 2026024 Al, WO 2009095188 A2 或 DE 102008016355 Al中被公開。
[0008]本發(fā)明涉及尤其是這樣的系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中，所有的進料空氣被壓縮至一壓力，該壓力明顯高于作用在所述蒸餾塔系統(tǒng)的塔內(nèi)部的最高蒸餾壓力(通常情況下其即為高壓塔壓力)。這樣的系統(tǒng)也被稱為HAP過程(HAP表示高空氣壓力)。在此，所述“第一壓力”，即其中壓縮總空氣的所述主空氣壓縮機(MAC =主空氣壓縮機)的出口壓力，譬如比所述最高蒸餾壓力高多于4bar，尤其是6至16bar。絕對地，所述“第一壓力”譬如介于17至25bar之間。在HAP方法中，所述主空氣壓縮機一般是唯一由外部能量驅(qū)動的、用于壓縮空氣的機器?！拔ㄒ坏臋C器”在這里被理解為一單級或多級壓縮機，所述單級或多級壓縮機的所有級與同一個驅(qū)動裝置連接，其中，所有的級被布置在同一殼體中或者與同一個傳動裝置連接。
[0009]這類HAP方法的替換方案是所謂的MAC-BAC方法，在所述MAC-BAC方法中，空氣在所述主空氣壓縮機中被壓縮至相對低的總空氣壓力，譬如被壓縮至所述高壓塔的運行壓力(加上線路損耗)。來自所述主空氣壓縮機的空氣的一部分在一用外部能量驅(qū)動的空氣再壓縮機(BAC=增壓空氣壓縮機)中被壓縮至一較高的壓力。在較高壓力下的該空氣部分(通常被稱為節(jié)流流)提供了所述主熱交換器中用于(偽)蒸發(fā)所述被內(nèi)部壓縮的產(chǎn)物所需熱的大部分。所述空氣部分在所述主空氣壓縮機的下游在一節(jié)流閥或者一液體渦輪機(DLE =稠密液體膨脹機)中被降壓至在所述蒸餾塔系統(tǒng)中所需的壓力。
[0010]本文開始所提到的類型的具有串聯(lián)的第一再壓縮機(熱增壓機)和第二再壓縮機(冷增壓機)的方法從DE 102010055448A1中被公開。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的任務(wù)在于在能源效率方面繼續(xù)改善這類方法。
[0012]該任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征得以解決。除了所述“第二部分流處于特別高的第三壓力下的節(jié)流流-之外，一另外的節(jié)流流在一相對低的壓力下，譬如7至15bar，尤其是10至13bar下被操縱通過所述主熱交換器的冷部分。這一另外的節(jié)流流由空氣的所述“第三部分流”在其降壓部的下游在所述第二空氣渦輪機中構(gòu)成。在所述主熱交換器的冷部分中的附加空氣流能夠?qū)崿F(xiàn)有利的熱交換圖進而節(jié)省能量，尤其是當?shù)鳛楸粌?nèi)部壓縮的產(chǎn)物在7和15bar之間獲得時。
[0013]在許多情況下，可能通過以下方式繼續(xù)優(yōu)化所述主熱交換器中的熱交換過程，gp，在主空氣壓縮機中被壓縮的空氣的第四部分流在所述第一壓力，即所述主空氣壓縮機的出口壓力下在所述主熱交換器中被冷卻并接下來降壓并導入所述蒸餾塔系統(tǒng)中。