[发明专利]一种撬装式内压缩流程空分设备

说明书

一种撬装式内压缩流程空分设备，它包括一空气压缩机，一末级气水冷却器以及立式吸附器；所述的末级气水冷却器被制成预冷撬块，而立式吸附器被制成纯化撬块；它还包括：一板式换热器，第一股洁净空气经过所述板式换热器冷却后进入后面相接的高温膨胀机的膨胀端；膨胀后的空气再回到板式换热器进一步冷却后进入相连的精馏下塔；第二股洁净空气经过所述板式换热器冷却后进入后面相接的低温膨胀机膨胀端；膨胀后的空气也进入相连的精馏下塔；第三股洁净空气直接送入依次相连的高温膨胀机和低温膨胀机的增压端，在进入相连的板式换热器后，经过节流后送入相连的精馏下塔；一由精馏下塔、精馏上塔以及之间的冷凝蒸发器构成的精馏塔，在精馏塔中能同时生产一定压力氧气和氮气产品，以及一定比例的液氧和液氮产品。

技术领域

本发明涉及的是一种一种撬装式内压缩流程空分设备，属于低温精馏法分离制氧领域。

背景技术

由于钢铁、化工等行业用气规模的不确定性和波动性，用户实际的用气量与空分的设计规模往往会有偏离，使得空分经常在偏离设计工况下运行，经济性和能耗都不理想，投资风险也比较高。有些项目由于供气周期紧张，出氧前用液体汽化供气，增加了成本。为了较好的解决这一问题，需要设计出一种满足现场灵活用气、且供气周期短的可撬装的空分装置。

将空分装置的相关设备进行撬装设计一直代表着空分行业的发展愿景。这种撬装式空分装置界面清晰，各个撬块之间的接口相对简单，可整体安装或搬迁，有效地缩短了现场施工周期。且设备在出厂前预组装，减少了现场制造、焊接等工序，便于质量控制。

虽然撬装式空分装置的优势非常明显，但由于受到技术和运输条件等限制，国内对撬装式空分的研究主要集中在冷箱的撬装设计，对相关工艺流程的研究较少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种在现有技术基础上进行改进的，能同时生产一定压力氧气和氮气产品，以及一定比例的液氧和液氮产品，使产品结构更丰富，经济性更高的撬装式内压缩流程空分设备。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种撬装式内压缩流程空分设备，它包括一能将原料空气压缩到合适压力的空气压缩机，一连接在空气压缩机后面的末级气水冷却器以及连接在末级气水冷却器后面的、可通过切换使用的立式吸附器；所述的末级气水冷却器被制成预冷撬块，而立式吸附器被制成纯化撬块；它还包括：

一板式换热器，第一股洁净空气经过所述板式换热器冷却后进入后面相接的高温膨胀机的膨胀端；膨胀后的空气再回到板式换热器进一步冷却后进入相连的精馏下塔；第二股洁净空气经过所述板式换热器冷却后进入后面相接的低温膨胀机膨胀端；膨胀后的空气也进入相连的精馏下塔；

第三股洁净空气直接送入依次相连的高温膨胀机和低温膨胀机的增压端，在进入相连的板式换热器后，冷却并在经过节流后送入相连的精馏下塔；

一由精馏下塔、精馏上塔以及之间的冷凝蒸发器构成的精馏塔，其中，在精馏下塔顶部连接液氮出管，从中抽取一部分液氮，经液氮泵加压后进入板式换热器，复热后出冷箱，得到一定压力的氮气产品；

在精馏下塔的底部设置液空出管，经连接精馏上塔使液空在精馏上塔作进一步精馏，并在精馏上塔的底部得到液氧产品，一部分液氧经过液氧泵加压后进入板式换热器，复热后出冷箱，得到一定压力的氧气产品；同时在精馏上塔的顶部和精馏上塔的底部还得到一定比例的液氮和液氧。

作为优选：所述的空气压缩机被制成压缩机撬块，高温膨胀机和低温膨胀机被制成一膨胀机冷箱撬块，所述的精馏塔被制成精馏塔冷箱撬块，且所述的各撬块结构是根据运输条件的限制、设计的空分规模来确定相应的撬块尺寸。

本发明能同时产出一定压力的氧气和氮气，和一定比例的液氧和液氮，同时，通过流程优化设计，减少空分动设备配置，设备尺寸更适合撬装设计。