[发明专利]生产至少一种空气产品的方法、空分设备、产生电能的方法和装置

说明书

本发明涉及生产至少一种空气产品的方法，其中使用空气分离设备(100)，该空气分离设备具有主空气压缩机(10)、主热交换器(20)和蒸馏塔系统(30)，该方法包括第一运行模式和第二运行模式，其中在第一运行模式下，储存至少一种在该蒸馏塔系统(30)中产生的液态空气产品(LIN，LOX)，及在第二运行模式下，将至少一种在第一运行模式下储存的液态空气产品(LIN，LOX，LAIR)和/或至少一种其他的液态空气产品送入该蒸馏塔系统(30)中。该方法的特征在于，在第二运行模式下，将至少一股气态加压流(b‑g)在低于该主热交换器(20)的热侧温度的温度水平送入冷压缩机(45)，在该冷压缩机(45)中由第一超压压力水平压缩至第二超压压力水平，并在该第二超压压力水平送入该蒸馏塔系统(30)的至少一个蒸馏塔(31，32)中。本发明还涉及相应的空气分离设备(100)和产生电能的方法和装置。

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的生产至少一种空气产品的方法、空气分离设备以及产生电能的方法和装置。

背景技术

“冷凝蒸发器”是指使第一冷凝流体流与第二蒸发流体流发生间接热交换的热交换器。各种冷凝蒸发器均具有分别由液化通道和蒸发通道组成的液化室和蒸发室。第一流体流在液化室内冷凝(液化)，第二流体流在蒸发室内蒸发。蒸发室和液化室由相互之间存在热交换关系的通道组形成。冷凝蒸发器的蒸发室可构造成浴蒸发器(Badverdampfer)、降膜蒸发器或强制流蒸发器。

在低压塔塔底蒸发器中，低压塔的塔底液体在蒸发室内至少部分蒸发。在低压塔中间蒸发器中，低压塔的中间液体在蒸发室内至少部分蒸发。

现有技术

前述类型的方法及包含三塔的相应装置是已知的。

在已知的产生电能的方法中，例如已知的富氧燃烧方法及所谓的整体煤气化联合循环(Integrated Gasification Combined Cycle，IGCC)，需要使用氧或氧富集气体混合物，例如用于实现燃烧或部分氧化。可采用例如披露于Hausen/Linde,Tieftemperaturtechnik,2.Auflage 1985,Kapitel 4(Hausen/Linde，低温技术，1985年第2版，第4章，第281至337页)的低温空气分离方法及装置来提供氧或相应的氧富集气体混合物。

在此类方法和装置(在此简称“空气分离设备”)中使用蒸馏塔系统，其例如可构造成双塔系统，特别是经典Linde双塔系统，但也可构造成三塔或多塔系统。此外可设置用于提取其他空气组分特别是氪、氙和/或氩等稀有气体的装置。

产生电能的方法和装置应当针对大的负载范围及快的负载变化设计，从而能够吸收因其他能源供货商可用或不可用而引发的功率波动。为之提供氧和/或相应的气体混合物的空气分离设备还应实现在相应范围内灵活可变的运行模式。

传统空气分离设备还受电网利用率及相应地变化程度剧烈的电价影响。

在此情况下，可能的灵活度取决于空气分离设备的液化能力。可用液化能力越高，则越多低价电可以液态空气产品的形式储存。然而，为产生电能的方法和装置进行供应的空气分离设备仅具有低的液化能力，这是因为其被设计用于大量生产在环境温度下由该空气分离设备提取的气态氧及气态氮产品。相应设备的需冷量相对较低，因此其也无法为了仅提供较大量的液态空气产品而提供足够的冷量

因此，在相应设备中可以安装分离的液化设备(LIN液化器、LOX液化器或LAIR液化器)，并在液化阶段接入。通过将方法或设备的制冷能力(及因此相应的液化能力)设计成高于实际所需量的气态氧及气态氮产品，也可以实现一定的灵活性。