[发明专利]在与变压吸附系统集成的低温空气分离单元中回收氩的方法和装置

权利要求书

1.一种在与变压吸附系统集成的低温空气分离单元中生产纯化的氩产品的方法，所述方法包括以下步骤：

在所述低温空气分离单元的较低压力塔内，使用设置在所述较低压力塔内的氩精馏塔布置将氩从包含氧-氩的流中分离，所述氩从所述包含氧-氩的流中的分离产生具有介于4%和25%之间的氧杂质的不纯的氩流；

在氩回收热交换器中逆着纯化的氩流、废气流和压缩纯化空气流将所述不纯的氩流加温至介于200K和300K之间的温度；

对加温的不纯的氩流加压；

通过将加温的加压的不纯的氩流引入所述变压吸附系统中对所述加温的加压的不纯的氩流进行纯化，所述变压吸附系统包括吸附床，所述吸附床具有被构造为吸附所述氧杂质以产生所述纯化的氩流和所述废气流的吸附剂，其中使所述吸附床经受具有在线阶段和离线阶段的交替循环，在所述在线阶段，所述不纯的氩流在所述吸附床内纯化以产生所述纯化的氩流，在所述离线阶段，所述吸附床中包含的所述吸附剂被再生并且产生所述废气流；以及

使来自所述变压吸附系统的所述废气流循环回到设置在所述较低压力塔内的所述氩精馏塔布置；

其中所述氩精馏塔布置包括：分隔壁，所述分隔壁具有顶部塔段、底部塔段、第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，所述分隔壁设置在所述较低压力塔的外壳内；多个传质元件，所述多个传质元件邻近所述分隔壁的所述第一表面设置；靠近所述分隔壁的所述底部塔段设置的入口，所述入口用于接收上升的包含氩-氧的蒸气流；靠近所述分隔壁的所述顶部塔段设置的出口，所述出口用于抽取上升的富氩蒸气；靠近所述分隔壁的所述顶部塔段设置的入口，所述入口用于接收向下流动的液体回流物流；靠近所述分隔壁的所述底部塔段设置的出口，所述出口用于抽取下降的富氧液流；并且

其中所述不纯的氩流是包括排出氩精馏塔布置的所述上升的富氩蒸气的全部或一部分的氩蒸气流。

2.根据权利要求1所述的方法，其中氩冷凝组件设置在所述氩精馏塔布置上方位置处的所述较低压力塔内，所述氩冷凝组件构造为逆着来自较高压力塔的过冷塔底液体使所述上升的富氩蒸气的一部分冷凝以产生液氩流。

3.根据权利要求2所述的方法，其中来自所述氩冷凝组件的所述液氩流的全部或一部分是所述氩精馏塔布置中的所述向下流动的液体回流物流。

4.一种用于生产纯化的氩产品的装置，所述装置包括：

具有较高压力塔和较低压力塔的低温空气分离单元以及设置在所述较低压力塔内的氩精馏塔布置，所述低温空气分离单元被构造为由包含氧-氩的流产生具有介于4%和25%之间的氧杂质的不纯的氩流，所述包含氧-氩的流从所述较低压力塔引入所述氩精馏塔布置中；

氩回收热交换器，所述氩回收热交换器被构造为逆着纯化的氩流、废气流和压缩纯化空气流对所述不纯的氩流加温；

氩压缩机或泵，所述氩压缩机或泵被构造为对加温的不纯的氩流加压；

变压吸附系统，所述变压吸附系统被构造为通过引入加温的加压的不纯的氩流而将所述加温的加压的不纯的氩流纯化为所述纯化的氩产品，所述变压吸附系统包括吸附床，所述吸附床具有被构造为吸附所述氧杂质以产生纯化的氩流和所述废气流的吸附剂，其中使所述吸附床经受具有在线阶段和离线阶段的交替循环，在所述在线阶段，所述不纯的氩流在所述吸附床内纯化以产生所述纯化的氩流，在所述离线阶段，所述吸附床中包含的所述吸附剂被再生并且产生所述废气流；和

循环管道，所述循环管道设置在所述变压吸附系统和所述氩精馏塔布置之间并且被构造为使来自所述变压吸附系统的所述废气流循环至设置在所述较低压力塔内的所述氩精馏塔布置；

其中所述氩精馏塔布置包括：分隔壁，所述分隔壁具有顶部塔段、底部塔段、第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，所述分隔壁设置在所述较低压力塔的外壳内；多个传质元件，所述多个传质元件邻近所述分隔壁的所述第一表面设置；靠近所述分隔壁的所述底部塔段设置的入口，所述入口被构造为接收上升的包含氩-氧的蒸气流；靠近所述分隔壁的所述顶部塔段设置的出口，所述出口被构造为抽取上升的富氩蒸气；靠近所述分隔壁的所述顶部塔段设置的入口，所述入口被构造为接收向下流动的液体回流物流；靠近所述分隔壁的所述底部塔段设置的出口，所述出口被构造为抽取下降的富氧液流；并且

其中所述不纯的氩流是包括排出氩精馏塔布置的所述上升的富氩蒸气的全部或一部分的氩蒸气流。