[发明专利]用于制造一个或多个空气产物的方法和空气分离设备

说明书

本发明涉及一种用于制造一个或多个空气产物的方法，蒸馏塔系统包括高压塔和低压塔，应用空气量的第一和第二部分在再压缩器中再压缩，第三部分压缩到第一压力水平并馈入高压塔；第一部分采用第一和第二增压器进一步压缩并冷却、泄压到第一压力水平并部分液化馈入高压塔；第二部分冷却并采用第一涡轮膨胀器泄压到第一压力水平并馈入高压塔；第一和第二部分在再压缩器中再压缩到高于第一压力水平至少3bar的第二压力水平并从再压缩器提取；从高压塔以第一压力水平提取非纯氮并采用第二涡轮膨胀器泄压；第二涡轮膨胀器与并未与第一涡轮膨胀器耦合的增压器机械耦合；从低压塔提取富集氩的流体并氩贫化并导回低压塔。本发明还涉及一种相应的空气分离设备。

技术领域

本发明涉及按照独立权利要求的前序部分所述的一种用于空气的低温分离的方法以及一种空气分离设备。

背景技术

通过在空气分离设备中将空气进行低温分离从而制造出液态或气态的状态下的空气产物是已知的并且例如在文献“工业气体处理(Industrial Gases Processing),H.-W.(Hrsg.),Wiley-VCH,2006”尤其是段落2.2.5“低温精馏(CryogenicRectification)”中描述。

空气分离设备具有蒸馏塔系统其例如可以构成为双塔系统，特别是经典的Linde双塔系统，但是也可以构成为三塔或多塔系统。除了用于获取液态和/或气态状态下的氮和/或氧的蒸馏塔(亦即用于氮氧分离的蒸馏塔)之外，还可以设有用于获取另外的空气成分特别是稀有气体氪、氙和/或氩的蒸馏塔。

所述蒸馏塔系统的蒸馏塔以不同的压力水平运行。已知的双塔系统具有所谓的高压塔(也称为压力塔、中间压力塔、或者下塔)和所谓的低压塔(也称为上塔)。高压塔的压力水平例如是4bar至6bar，特别是例如5.3bar。低压塔以例如1.3bar至1.7bar特别是例如1.4bar的压力水平运行。在确定的情况下，例如对于具有集成式气化的混合工艺(英语：Integrated Gasification Combined Cycle，IGCC)也可以在低压塔应用3至4bar的压力。在此以及下文提出的压力是在所述塔的塔顶(Kopf)处的绝对压力。

在文献US 2005/126221 A1中描述一种HAP方法(参见下文)，其中应用附加的压缩器(Verdichter)。文献US 5,515,687公开一种MAC-BAC方法(同样参见下文)，其中，采用了发电涡轮机。借助于发电涡轮机产生的电能用于驱动再压缩器(Nachverdichter)。与之不同，例如由文献US 2016/0231053 A1已知增压机(Booster)借助于泄压涡轮机在MAC-BAC方法中的运行。具有泄压涡轮机和增压器的另一布置组件由文献FR 2 690 982 A1已知。文献US 5,355,681 A公开一种氩获取(Argongewinnung)。

发明内容

本发明提出如下任务：更有能效和成本更有利地设计空气的低温分离。

在该背景下，本发明提出具有相应的独立权利要求的特征的一种用于空气的低温分离的方法和一种空气分离设备。有利的设计方案分别是从属权利要求的主题以及从以下描述得出。

在阐明本发明的特征和优点之前，进一步阐明本发明的一些基础并且限定以下应用的术语。

在空气分离设备中应用的装置在所引用的专业文献中(例如在的段落2.2.5.6“器械(Apparatus)”中)描述。只要以下的限定与此没有偏差，则因此在本发明框架内所应用的语言使用方面在表达上参照所引用的专业文献。