[发明专利]一种空气液化装置及其能量转换贮存和利用方法

摘要

本发明公开了一种空气液化装置，它包括原料空气压缩单元（1）、空气净化单元（2）、空气液化单元（3）和液体贮存单元（4），原料空气压缩单元（1）包括空气过滤器（11）和空气压缩机（12），空气过滤器（11）与空气压缩机（12）连接，且空气压缩机（12）与空气净化单元（2）连接，空气液化单元（3）包括增压单元、制冷单元和液化单元，增压单元与制冷单元连接，制冷单元与液化单元连接，液化单元与液体贮存单元（4）连接，它还公开了空气液化装置的能量转换贮存以及空气液化装置的能量利用方法。本发明的有益效果是它能够实现不同的冷热能量的利用和回收，达到能量的最大利用率，还可利用能量发电，缓解用电高峰。

主权项

一种空气液化装置的能量转换贮存方法，该装置包括原料空气压缩单元（1）、空气净化单元（2）、空气液化单元（3）和液体贮存单元（4），所述的原料空气压缩单元（1）包括空气过滤器（11）和空气压缩机（12），空气过滤器（11）与空气压缩机（12）连接，且空气压缩机（12）与空气净化单元（2）连接，所述的空气液化单元（3）包括增压单元、制冷单元和液化单元，所述的增压单元与制冷单元连接，制冷单元与液化单元连接，所述的液化单元与液体贮存单元（4）连接；所述的增压单元为循环空气增压机（31），制冷单元为增压膨胀机（32），液化单元为冷却箱（33），所述的冷却箱（33）内设置有一换热器（34）和气液分离罐（35），所述的增压膨胀机（32）的增压端设置有一增压管道，增压管道穿过换热器（34）并与气液分离罐（35）连接，气液分离罐（35）分离出来的液体进入到液体贮存单元（4）储存，位于换热器（34）内的增压管道上还设置有一分支管道，分支管道与增压膨胀机（32）的膨胀端连接，且增压膨胀机（32）的膨胀端设置有一回气管，回气管穿过换热器（34）并与循环空气增压机（31）的入口连接；所述的气液分离罐（35）上设置有一再生管，再生管穿过换热器（34）与空气净化单元（2）连接；所述的冷却箱（33）内还设置有一液体膨胀机（36），所述的增压管道与液体膨胀机（36）连接，且液体膨胀机（36）与气液分离罐（35）连接；所述的增压单元为循环空气增压机（31），制冷单元为增压膨胀机（32）、液化单元为冷却箱（33），所述的冷却箱（33）包括换热器（34）和过冷器（37），所述的增压膨胀机（32）的增压端设置有一增压管道，增压管道穿过换热器（34）并与过冷器（37）连接，过冷器（37）通过液空管道与液体贮存单元（4）连接，位于换热器（34）内的增压管道上还设置有一分支管道，分支管道与增压膨胀机（32）的膨胀端连接，且增压膨胀机（32）的膨胀端设置有一回气管，回气管穿过换热器（34）并与循环空气增压机（31）的入口连接，在液空管道上设置有过冷冷源管（38），过冷冷源管（38）依次穿过过冷器（37）和换热器（34）并与空气净化单元（2）连接；所述的原料空气压缩单元（1）、空气净化单元（2）、增压单元上均设置有热能回收储存单元（5），在冷却箱（33）上设置有冷能回收储存单元（6），且液体贮存单元（4）上设置有液体汽化管道，液体汽化管道依次通过冷能回收储存单元（6）、热能回收储存单元（5）并与发电装置（7）连接，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：空气过滤压缩，空气进入空气过滤器（11）过滤，过滤后的空气进入空气压缩机（12）压缩，且压缩后的空气压力为0.8MPa~1.2MPa，且热能通过热能回收储存单元（5）回收，热能回收后，使得空气温度为15℃~17℃；S2：空气净化，从S1中流出的空气进入到空气净化单元（2）中，空气净化单元（2）将空气进行净化；S3：空气循环压缩，将S2中的空气与从冷却箱（33）内的空气混合后进入到循环空气增压机（31），循环空气增压机（31）将空气压力压缩到4.8MPa~5.2MPa，空气压缩后，热能通过热能回收储存单元（5）回收，热能回收后，使得空气温度为19℃~21℃；S4：空气增压，从S3中循环空气增压机（31）出来的空气经过增压膨胀机（32）的增压端增压，增压后的空气压力为6.3MPa~6.7MPa，经过热能回收后，增压空气进入到冷却箱（33）；S5：空气冷却液化，S4中的增压空气与冷却箱（33）内的换热器（34）进行换热冷却，在换热器（34）内的部分增压空气进入到增压膨胀机（32）的膨胀端，该部分增压空气的温度为‑80℃~‑84℃，经过膨胀过后的增压空气再次进入到换热器（34）内，经过换热器（34）复热后，该部分空气则进入S3步骤，而另一部份增压空气换热后被液化，液空经节流阀节流后进入到气液分离罐（35），气液分离罐（35）将液空送入到液体贮存单元（4）贮存，贮存压力为0.8MPa~1.2MPa，贮存温度为‑165℃~‑169℃，且将冷却箱（33）内的冷能通过冷能回收储存单元（6）储存；S6：液空再生，S5中气液分离罐（35）内的气体部分则再次进入到换热器（34）中，复热后，进入空气净化单元（2）作为再生气。