[实用新型]一种可冷量回收的空分系统

说明书

技术领域

本实用新型属于气体制造设备技术领域，具体涉及一种可冷量回收的空分系统。

背景技术

空分设备，又称制氧机，是指用深度冷却的方法把空气分离成氧气、氮气，以及其他五种稀有气体的一种装置。空分设备主要应用于冶金工业、电子工业、化工工厂、医疗卫生等行业，为其提供大量工业用气及医疗用气。

随着空分设备在各行业的大量应用，其能耗较高以及能量利用率低的问题则逐渐被暴露。例如，大型制氧机的空气压缩机末端需要冷却带走热量，而分子筛吸附器用的电炉则需要耗电去加热再生用的氮气。在制氧机中这两个过程都是消耗能量的过程，目前这二者未能有机结合，造成很大的能量浪费。中国专利文献CN201618491U公开了一种制氧大型空气压缩机末端气体热量冷却回收系统，该回收装置包括第一换热器和第二换热器，所述第一换热器的热气进口端与空气压缩机的末端连接，第一换热器的冷气出口端与空气冷却塔连接，第一换热器的热气出口端通过调节阀与第二换热器的热气进口连接；第二换热器的冷气进口与污氮气管连接，第二换热器的热气出口与分子筛吸附器前的加热用电炉连接。该装置将空气压缩机排气热量回收利用，能减少制氧机运行的电耗，降低生产成本。

现有的空分设备中，不仅空气压缩机末端需要冷却，循环水装置的末端含有大量温度较高的循环水，需要消耗大量的电能来进行冷却。而空分系统中的分馏塔和液体存储系统排放的低温废气、废液，其含有的大量的冷量也没有得到有效的利用；这些能量的浪费及消耗不仅降低了能源利用率、增加了生产成本，而且在一定程度上增加了对环境的污染。

随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，人们越来越关心我们赖以生存的地球，世界上大多数国家也充分认识到了环境对我们人类发展的重要性，各国都在采取积极有效的措施，以改善环境、减少污染。其中，最为重要、也是最为紧迫的问题就是能源问题；要从根本上解决能源问题，除了寻找新的能源，节能是关键的、也是目前最直接有效的重要措施。因此，研究如何实现空分设备的节能问题，具有重要的意义。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有空分设备中能源浪费及能耗较高的问题，从而提出一种可冷量回收的空分系统。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型的可冷量回收的空分系统，包括：动力系统，用于将空气压缩，所述动力系统通过冷却系统进行冷却；净化系统，用于将压缩后的空气进行纯化处理；精馏系统，用于将净化处理后的空气进行深冷处理，使得空气中的各气体组分进行分离；液体存储系统，用于将分离后的液体组分进行存储；还包括换热装置，所述换热装置用于所述精馏系统和/或所述液体存储系统产生的废液或废气与所述冷却系统的制冷介质进行热量交换。

本实用新型上述可冷量回收的空分系统，所述换热装置的冷介质入口连通于所述精馏系统的废液排放口或废气排放口，冷介质出口直接排放至大气；所述换热装置的热介质入口和热介质出口分别与所述冷却系统的冷介质出口与冷介质入口连通。

本实用新型上述可冷量回收的空分系统，所述精馏系统包括分馏塔、冷凝蒸发器、过冷器，所述换热装置的冷介质入口连通于所述分馏塔的中氧塔底部的排废氧接口。

本实用新型上述可冷量回收的空分系统，所述换热装置的冷介质入口连通于所述液体存储系统的废液排放口或废气排放口，冷介质出口直接排放至大气；所述换热装置的热介质入口和热介质出口分别与所述冷却系统的冷介质出口与冷介质入口连通。

本实用新型上述可冷量回收的空分系统，所述液体存储系统包括存放氮气的液氮储槽以及存放氧气的液氧储槽，所述所述换热装置的冷介质入口连通于所述液氮储槽的液氮放空口和/或所述液氧储槽的液氧放空口。

本实用新型上述可冷量回收的空分系统，所述冷却系统为循环水装置，其包括提供循环水的循环水存储池，所述换热装置的热介质入口和热介质出口分别连通至所述循环水存储池的出口及入口。

本实用新型上述可冷量回收的空分系统，所述换热装置为间壁式换热器、蓄热式换热器或混合式换热器。

本实用新型上述可冷量回收的空分系统，所述动力系统为空气压缩机。本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本实用新型可冷量回收的空分系统中，将精馏系统和/或液体存储系统产生的废液或废气进行二次利用，增加换热装置，用于与冷却系统进行热量交换。该空分系统不需要改变工艺流程，只需要增加一个换热装置，提高了能源利用率，降低了生产成本，减少了对环境的污染。