專利名稱：空氣能空氣液化分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣液化分離裝置，尤其是一種空氣能空氣液化分離裝置。
背景技術(shù)：
目前，公知的空氣液化分離裝置通常采用壓縮常溫空氣后再膨脹節(jié)流制冷使部分空氣液化來(lái)進(jìn)行精餾以達(dá)到分離空氣中的氧、氮、氬等組分的目的。主要流程為空氣壓縮-預(yù)冷-主冷-膨脹節(jié)流-精餾-復(fù)熱，不同的工藝過(guò)程稍有差異，但其基本原理都是依靠消耗空氣壓縮機(jī)的能量來(lái)壓縮常溫空氣再膨脹節(jié)流做功降溫降壓來(lái)獲得冷量以使部分空氣液化?，F(xiàn)有的空氣液化分離裝置普遍能耗高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的空氣液化分離裝置能耗高的不足，本發(fā)明提供一種空氣能空氣液化分離裝置，該空氣能空氣液化分離裝置的空氣能動(dòng)力裝置能輸出冷量給空氣液化分離裝置中的空氣，同時(shí)吸收空氣液化分離裝置中的空氣的熱能，加熱液態(tài)工質(zhì)成為高壓超臨界流體，高壓超臨界流體經(jīng)過(guò)膨脹節(jié)流做功同時(shí)降溫降壓來(lái)獲得冷量，達(dá)到使空氣能空氣液化分離裝置獲得額外的動(dòng)力和冷量來(lái)大幅度降低系統(tǒng)能耗的目的。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該空氣能空氣液化分離裝置包括空氣液化分離裝置和空氣能動(dòng)力裝置兩部分。第一部分空氣液化分離裝置，它與現(xiàn)有通常的空氣液化分離裝置基本相同，主要包括空氣壓縮機(jī)、預(yù)冷器、膨脹機(jī)、主換熱器、節(jié)流閥、分餾系統(tǒng)等，還包括系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、附件及檢測(cè)和控制裝置，主要工藝流程為經(jīng)過(guò)過(guò)濾的空氣進(jìn)入壓縮機(jī)加壓后去預(yù)冷器預(yù)冷，純化了的預(yù)冷空氣一部分經(jīng)過(guò)膨脹機(jī)膨脹降溫進(jìn)入主換熱器輸出冷量復(fù)熱后排出，另一部分直接進(jìn)入主換熱器冷卻后經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流制冷使部分空氣液化進(jìn)入分餾系統(tǒng)，分餾系統(tǒng)中有空氣能動(dòng)力裝置的循環(huán)工質(zhì)的進(jìn)出口管道。第二部分空氣能動(dòng)力裝置，主要包括增壓泵、膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)、節(jié)流閥等，還共用空氣液化分離裝置的換熱器(主換熱器和預(yù)冷器)、分餾系統(tǒng)，增壓泵的出口連接空氣液化分離裝置的換熱器再連接膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)，它還包括系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、附件及檢測(cè)和控制裝置，空氣能動(dòng)力裝置中分餾系統(tǒng)、增壓泵、主換熱器、預(yù)冷器、膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)、節(jié)流閥依次連接，主要工藝流程為來(lái)自分餾系統(tǒng)的液態(tài)工質(zhì)(液氮或液空)由增壓泵加壓后進(jìn)入空氣液化分離裝置的主換熱器，輸出冷量給空氣液化分離裝置的主換熱器中的空氣，再進(jìn)入空氣液化分離裝置的預(yù)冷器進(jìn)一步吸收壓縮空氣的熱量，使工質(zhì)成為高壓超臨界流體，高壓超臨界流體再進(jìn)入膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹做功降溫降壓為氣態(tài)工質(zhì)，氣態(tài)工質(zhì)可以直接經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流制冷后回到空氣液化分離裝置的分餾系統(tǒng)，也可以與增壓泵出口的液態(tài)工質(zhì)換熱后經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流制冷后回到分餾系統(tǒng)，形成工作循環(huán)。增壓泵可以采用隔膜泵。膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)主軸與增壓泵主軸可以相連接。膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)主軸與空氣壓縮機(jī)主軸可以相連接。該空氣能空氣液化分離裝置啟動(dòng)電力使用蓄電池或電網(wǎng)電力，膨脹機(jī)動(dòng)力還可以用來(lái)發(fā)電，發(fā)電電力除自用外上傳電網(wǎng)。本發(fā)明的有益效果是，該空氣能空氣液化分離裝置的空氣能動(dòng)力裝置能輸出冷量給空氣液化分離裝置中的空氣，同時(shí)吸收空氣液化分離裝置中的空氣的熱能，加熱液態(tài)工質(zhì)成為高壓超臨界流體，高壓超臨界流體經(jīng)過(guò)膨脹節(jié)流做功同時(shí)降溫降壓來(lái)獲得冷量，使空氣能空氣液化分離裝置獲得額外的動(dòng)力和冷量來(lái)大幅度降低系統(tǒng)能耗。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施例的工作流程示意圖。圖中1.壓縮機(jī)、2.預(yù)冷器、3.膨脹機(jī)、4.主換熱器、5.節(jié)流閥、6.分餾系統(tǒng)、7.增壓泵、8.膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)、9.節(jié)流閥。
具體實(shí)施例方式在圖1所示實(shí)施例中，該空氣能空氣液化分離裝置包括空氣液化分離裝置和空氣能動(dòng)力裝置兩部分。第一部分空氣液化分離裝置，它與現(xiàn)有通常的空氣液化分離裝置基本相同，主要包括空氣壓縮機(jī)(1)、預(yù)冷器(2)、膨脹機(jī)(3)、主換熱器(4)、節(jié)流閥(5)、分餾系統(tǒng)(6)等，還包括系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、附件及檢測(cè)和控制裝置，主要工藝流程為經(jīng)過(guò)濾的空氣進(jìn)入壓縮機(jī)(1)加壓后去預(yù)冷器(2)預(yù)冷，純化了的預(yù)冷空氣一部分經(jīng)過(guò)膨脹機(jī)(3) 膨脹降溫進(jìn)入主換熱器(4)輸出冷量復(fù)熱后排出，另一部分直接進(jìn)入主換熱器(4)冷卻后經(jīng)節(jié)流閥(5)節(jié)流制冷使部分空氣液化進(jìn)入分餾系統(tǒng)(6)，分餾系統(tǒng)(6)中有空氣能動(dòng)力裝置的循環(huán)工質(zhì)的進(jìn)出口管道。第二部分空氣能動(dòng)力裝置，主要包括增壓泵(7)、膨脹發(fā)動(dòng)機(jī) (8)、節(jié)流閥(9)等，還共用空氣液化分離裝置的預(yù)冷器(2)、主換熱器(4)、分餾系統(tǒng)(6)，還包括系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、附件及檢測(cè)和控制裝置，主要工藝流程為來(lái)自分餾系統(tǒng)(6)的液態(tài)工質(zhì)(液氮或液空)由增壓泵(7)加壓后進(jìn)入空氣液化分離裝置的主換熱器(4)，輸出冷量給空氣液化分離裝置的主換熱器(4)中的空氣，再進(jìn)入空氣液化分離裝置的預(yù)冷器(2)進(jìn)一步吸收預(yù)冷器(2)中的壓縮空氣的熱量，使工質(zhì)成為高壓超臨界流體，再進(jìn)入膨脹發(fā)動(dòng)機(jī) (8)膨脹做功降溫降壓為氣態(tài)工質(zhì)，氣態(tài)工質(zhì)經(jīng)節(jié)流閥(9)節(jié)流制冷后回到空氣液化分離裝置的分餾系統(tǒng)(6)，形成工作循環(huán)。增壓泵(7)采用隔膜泵。膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)(8)主軸與增壓泵 (7)主軸相連接。膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)(8)主軸與空氣壓縮機(jī)(1)主軸相連接。
權(quán)利要求
1.一種空氣能空氣液化分離裝置包括空氣液化分離裝置和空氣能動(dòng)力裝置兩部分， 第一部分空氣液化分離裝置主要包括空氣壓縮機(jī)、預(yù)冷器、膨脹機(jī)、主換熱器、節(jié)流閥、分餾系統(tǒng)等，以及系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、附件及檢測(cè)和控制裝置，第二部分空氣能動(dòng)力裝置主要包括增壓泵、膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)、節(jié)流閥等，以及系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、附件及檢測(cè)和控制裝置，其特征是空氣能動(dòng)力裝置的增壓泵的出口連接空氣液化分離裝置的換熱器再連接膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣能空氣液化分離裝置，其特征是該空氣能空氣液化分離裝置的空氣能動(dòng)力裝置中分餾系統(tǒng)、增壓泵、主換熱器、預(yù)冷器、膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)、節(jié)流閥依次連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣能空氣液化分離裝置，其特征是該空氣能空氣液化分離裝置的空氣液化分離裝置的分餾系統(tǒng)中有空氣能動(dòng)力裝置的循環(huán)工質(zhì)的進(jìn)出口管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣能空氣液化分離裝置，其特征是該空氣能空氣液化分離裝置的空氣能動(dòng)力裝置的增壓泵采用隔膜泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣能空氣液化分離裝置，其特征是該空氣能空氣液化分離裝置的空氣能動(dòng)力裝置的膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)主軸與增壓泵主軸相連接，空氣能動(dòng)力裝置的膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)主軸與空氣液化分離裝置的空氣壓縮機(jī)主軸相連接。
全文摘要
一種新能源空氣能空氣液化分離裝置包括兩部分，第一部分空氣液化分離裝置與目前通常的裝置相同；第二部分空氣能動(dòng)力裝置主要包括增壓泵、膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)、節(jié)流閥等，增壓泵進(jìn)口工質(zhì)來(lái)自分餾系統(tǒng)的液氮或液空，液態(tài)工質(zhì)經(jīng)過(guò)空氣液化分離裝置的進(jìn)氣換熱器輸冷吸熱為高壓超臨界流體后再進(jìn)入膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹做功降溫降壓，再經(jīng)節(jié)流制冷后回到分餾系統(tǒng)，形成循環(huán)?？諝饽芸諝庖夯蛛x裝置能通過(guò)空氣能動(dòng)力裝置獲得額外的動(dòng)力和冷量來(lái)大幅度降低空氣液化分離系統(tǒng)的能耗。膨脹機(jī)動(dòng)力還可以用來(lái)發(fā)電，發(fā)電電力除自用外上傳電網(wǎng)。
文檔編號(hào)F25J3/04GK102322727SQ20111026574
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者羅良宜 申請(qǐng)人:羅良宜