[实用新型]通过低温蒸馏来分离空气的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于通过低温蒸馏来分离空气的设备。特别地，本实用新型涉及一种使用具有两个塔顶冷凝器的单个塔来生产气态氮和可能的液氮的设备。 

背景技术

从US-A-5711167已知类似设备。然而，本实用新型与US-A-5711167的设备的不同之处在于再循环富氮气体在位于氮压缩机下游和塔上游的主热交换器中被冷却。 

实用新型内容

根据本实用新型的一个目的，提供了一种通过低温蒸馏来分离空气从而生产氮产品的设备，该设备包括： 

（a）用于与供给空气蒸馏产品相互作用来冷却供给空气流的热交换器； 

（b）用于将所述供给空气分离为第一富氮蒸气和富氧液体的蒸馏塔以及用于将所述供给空气传送到所述蒸馏塔的第一高度/位置的装置； 

（c）第一冷凝器，该第一冷凝器能够通过与所述第一富氮蒸气的一部分间接进行热交换来使所述富氧液体气化，以形成富含氧的液体和第二富氮蒸气； 

（d）用于提取所述富含氧的液体并且将所述富含氧的液体输送到第二冷凝器的装置； 

（e）用于提取所述第二富氮蒸气并且将这种富氮蒸气输送到再循环压 缩机的装置； 

（f）位于所述第二冷凝器中的间接热交换装置，用于提供所述富含氧的液体的气化，以产生废料流； 

（g）用于提取所述废料流并且将所述废料流输送到所述热交换器的装置； 

（h）用于压缩所述第二富氮蒸气的压缩机； 

（i）用于将所述经压缩的第二富氮蒸气传送到所述蒸馏塔的第二高度的装置；所述第一和第二高度通过至少一个理论级分离，和 

（j）用于将所述第一富氮蒸气的一部分输送到所述热交换器以进行升温的装置， 

所述设备的特征在于，其包括用于将所述第二富氮蒸气从压缩机出口传送到热交换器以便进行冷却的装置和用于将经冷却的第二富氮蒸气从热交换器传送到蒸馏塔的第二高度的装置。 

根据其它可选特征： 

-所述设备可包括膨胀装置和用于在去除位置从所述热交换器提取所述废料流并且将所提取的废料流从热交换器传送到膨胀装置的装置。 

–所述热交换器设计成使得在使用中，用于待传送到膨胀装置的废料流的去除位置的温度高于第二富氮蒸气从压缩机被传送到热交换器的温度。 

–所述热交换器设计成使得在使用中，所述废料流被输送到热交换器的位置的温度低于第二富氮蒸气从压缩机被传送到热交换器的温度。 

-所述压缩机位于用于隔离蒸馏塔和/或热交换器的冷箱内。 

-用于将经冷却的第二富氮蒸气从热交换器传送到蒸馏塔的第二高度的装置是用于将经冷却的第二富氮蒸气从热交换器的冷端传送到蒸馏塔的第二高度的装置。 

附图说明

现将参考附图更详细地描述本实用新型。 

图1是描绘了主要的工艺流和设备构件的本实用新型的一个实施例的示意图。 

具体实施方式

参照附图，其中描绘了本实用新型的优选实施例，供给空气流2在主热交换器10中被冷却并且在供给管路4中被输送到蒸馏塔20的第一高度。在输送到蒸馏塔之前，利用众所周知的技术干燥并净化供给空气流，所述技术可包括例如吸收器、过滤器、附加热交换器等。在蒸馏塔20中，氧在蒸馏区段17中被剥离并且在该蒸馏区段上方形成第一富氮蒸气。在蒸馏塔20的底部处提取富氧液流6，该富氧液流被膨胀并经由管路7输送到冷凝器区段30。 

第一冷凝器区段30包括第一再沸器/冷凝器50，其中来自蒸馏塔的第一富含氮的蒸气的第一部分经由管路31被输送，通过与富氧液流和氮冷凝物间接进行热交换而被冷凝，并且在管路32中作为回流返回蒸馏塔。 

如果需要的话，氮冷凝物的一部分23可作为液氮产品被提取。 

冷凝器区段30中的富氧液流的一部分的气化引起冷凝器区段30的壳体中的液相和富氮蒸气相。具有不同组分的这些相中的每一相均被进一步处理，以提供氮产品的高效回收。 

形成在第一冷凝器区段30中的液体被提取，至少部分被膨胀，并且经由流8被输送到包括再沸器/冷凝器60的第二冷凝器区段40。来自第一冷凝器壳体的富含氧的液体的至少一部分通过与来自蒸馏塔的富氮蒸气的至少一部分间接进行热交换而在第二冷凝器40中气化。该第二部分富氮蒸气经由管路21被输送到再沸器/冷凝器60并且在冷凝器40中产生经冷凝的富氮液体，经由管路22从冷凝器40提取该经冷凝的富氮液体。 

可选地，可经由管路23从所述第二冷凝器提取液氮产品。