[实用新型]液体空气分离设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种液体空气分离设备。

背景技术

液体空气分离设备是空气分离设备的一种变型。空气分离设备的主要产品是氧气和氮气。氧气是地球上一切有生命的机体赖以生存的物质，它很容易与其他物质发生氧化反应，并放出大量的热量。因此，氧气作为氧化剂和助燃剂在冶金、化工、能源、机械、国防工业等部门得到广泛应用。氮气的化学性质不活泼，在平常的状态下有很大的惰性，不容易与其它物质发生化学反应。因此，氮气在冶金、电子化学工业中广泛地用来做保护气。而低温液体在存储与运输方面具有优越性，因此低温液氮与液氧的需求越来越多，通过常规的空气分离加液化工艺占地大、工艺复杂。而液体空气分离设备兼有空气分离与液化功能，因此其应用前景非常广阔。

发明内容

本实用新型目的是提供一种液体空气分离设备，于增压机后设置增压后冷却器以及低温冰机，使得空气直接液化成液空进入精馏塔，精馏塔分离可直接得到液氧和液氮，与常规分开的空气分离设备加液化设备相比，本实用新型设备体积小，占地面积小，自动化水平高。

本实用新型的技术方案是：一种液体空气分离设备，包括将外部空气进行压缩的空气压缩机、对空气压缩机输出的空气进行净化的分子筛纯化装置、对经过净化的空气进行膨胀制冷的增压透平膨胀装置、将经过增压透平膨胀装置的空气分离的精馏塔、对精馏塔于塔外传输的部分气液体进行过冷的过冷器以及供空气分离设备中的气体进行热交换的换热器，所述增压透平膨胀装置包括共轴异端设置的增压机和膨胀机，所述精馏塔包括上塔和下塔，所述上塔底部设有主冷凝蒸发器，所述增压透平膨胀装置与分子筛纯化装置之间设有循环压缩机，所述增压机和膨胀机之间设有冷却装置。

本实用新型进一步的技术方案是：一种液体空气分离设备，包括将外部空气进行压缩的空气压缩机、对空气压缩机输出的空气进行净化的分子筛纯化装置、对经过净化的空气进行膨胀制冷的增压透平膨胀装置、将经过增压透平膨胀装置的空气分离的精馏塔、对精馏塔于塔外传输的部分气液体进行过冷的过冷器以及供空气分离设备中的气体进行热交换的换热器，所述增压透平膨胀装置包括共轴异端设置的增压机和膨胀机，所述精馏塔包括上塔和下塔，所述上塔底部设有主冷凝蒸发器，所述增压透平膨胀装置与分子筛纯化装置之间设有循环压缩机，所述增压机和膨胀机之间设有冷却装置。

所述冷却装置包括增压机后的增压后冷却器以及增压后冷却器与膨胀机之间的低温冰机。

所述分子筛纯化装置的输出端的一个分支经过换热器后与下塔的下部连通，另一个分支与循环压缩机的输入端相连；所述增压后冷却器的输出端经过换热器后与低温冰机的输入端相连，所述低温冰机的输出端经过换热器后一个分支与膨胀机的输入端相连，另一个分支经节流阀后连接到下塔下部；膨胀机的输出端经过换热器后与循环压缩机的输入端相连。

所述空气分离设备还包括液氮存储罐和液氧存储罐；所述下塔底部的液空经过冷器和节流阀后输入到上塔的中部，所述下塔顶部的纯氮气输入到主冷凝蒸发器后液化成液氮输出，输出的液氮部分输入到下塔顶部，另一部分再经过过冷器和节流阀分别输入到上塔顶部和液氮存储罐的输入端，上塔上部输出的污氮经过冷器和换热器后部分输出于空分设备外，另一部分输入到分子筛纯化装置，上塔上部输出的纯氮气与液氮存储罐上部的纯氮气汇合后分别经过冷器和换热器后输出；上塔底部的液氧输出到液氧存储罐的输入端，上塔底部的气氧与液氧存储罐顶部的气氧汇合并经过换热器后输出；所述液氮存储罐和液氧存储罐底部分别设有液氮输出端和液氧输出端。

所述主冷凝蒸发器还设有与空气分离设备外部连通的氦气输出端。

所述空气压缩机前还设有将待压缩的空气进行过滤的空气过滤器，所述空气压缩机与分子筛纯化装置之间设有对压缩后的空气进行预冷的预冷机组。

所述分子筛纯化装置包括分子筛纯化器和电加热器，所述点加热器的输出端与分子筛纯化器的再生气体输入端相连，所述加热器的输入端与精馏塔的污氮输出端相连。

本实用新型优点是：

1.本实用新型于增压机后设置增压后冷却器以及低温冰机，使得空气直接液化成液空进入精馏塔。

2.本实用新型精馏塔分离可直接得到液氧和液氮，与常规分开的空气分离设备加液化设备相比，本实用新型设备体积小，占地面积小，自动化水平高。

3.本实用新型采用预冷机组将空气冷却，通过水分离器分离出被冷凝的水分，有效防止水分、二氧化碳进入冷箱中的低温设备，减小分子筛纯化器的负荷，使分子筛纯化器的吸附效果更好，运行压力低，安全可靠。

附图说明