一種高效利用lng冷能的富氧系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種化學(xué)系統(tǒng)，尤其是一種一種高效利用LNG冷能的富氧系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知LNG在儲(chǔ)存時(shí)為低溫液體(-162°C)，儲(chǔ)存了大量冷能，但LNG在利用時(shí)需通過(guò)海水汽化器加熱到氣態(tài)，造成了冷能的極大浪費(fèi)。富氧系統(tǒng)即生產(chǎn)高濃度氧氣的空氣，空氣分離方法一般用于生產(chǎn)氣氧、氣氮和部分液體空分產(chǎn)品，需要大量的低溫冷量。常規(guī)的辦法是用一股高壓空氣或高壓氮?dú)饫鋮s到規(guī)定溫度后進(jìn)一臺(tái)或兩臺(tái)增壓透平膨脹機(jī)膨脹制冷來(lái)提供空分系統(tǒng)所需的冷量，氣體的壓縮是要消耗大量電力和冷卻水的，因此常規(guī)的這類(lèi)富氧系統(tǒng)的氣態(tài)富氧產(chǎn)品的單位電耗很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種高效利用LNG冷能的富氧系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型主要包括空氣壓縮機(jī)、空氣分離裝置、空氣過(guò)濾器、空氣低壓壓縮機(jī)、空氣高壓壓縮機(jī)、LNG換熱器、主換熱器、高處低溫?fù)Q熱器、低處低溫?fù)Q熱器、氮內(nèi)循環(huán)壓縮機(jī)、外環(huán)節(jié)流閥和內(nèi)環(huán)節(jié)流閥?？諝鈮嚎s機(jī)設(shè)置有冷卻器、空氣預(yù)冷器、空氣凈化器，空氣分離裝置設(shè)置有高壓分餾塔、低壓分餾塔、冷凝蒸發(fā)器。
[0005]使用時(shí)，30°C，300KPa的原料空氣經(jīng)空氣過(guò)濾器吸入，經(jīng)初步凈化為過(guò)濾后的原料空氣，再經(jīng)低壓壓縮機(jī)之后，增壓到300KPa，升溫至176°C，進(jìn)入級(jí)間冷卻器一級(jí)壓縮使得壓縮比過(guò)高，氣體溫度升高過(guò)大，氣缸內(nèi)潤(rùn)滑油粘度低，失去潤(rùn)滑性能)，與冷卻水進(jìn)行換熱，降溫至10°C，再進(jìn)入高壓壓縮機(jī)，被壓縮后的空氣壓強(qiáng)增大至625KPa，升溫至97.4°C，經(jīng)過(guò)空氣凈化器除去二氧化碳、水、乙炔等有害雜質(zhì)后，進(jìn)入空氣預(yù)冷器進(jìn)行初步預(yù)冷，冷卻介質(zhì)為出LNG換熱器的氮?dú)?，然后與LNG、出主換熱器的氮?dú)夂透谎蹩諝夂统鑫鄣獕嚎s機(jī)的氮內(nèi)循環(huán)的污氮進(jìn)行換熱，吸收冷量，然后進(jìn)入主換熱器，與來(lái)自低壓分餾塔塔頂?shù)母坏諝?，出LNG換熱器的污氮，出低溫?fù)Q熱器的富氧空氣以及出高壓分餾塔的污氮進(jìn)行換熱，冷卻至_171°C后，然后從底部壓強(qiáng)為630KPa高壓分餾塔中下部進(jìn)入進(jìn)行多級(jí)精餾，富氮空氣被頂部冷凝蒸發(fā)器中的富氧液空冷凝，在塔的中部得到污氮，該污氮依次經(jīng)過(guò)主換熱器、污氮壓縮機(jī)、LNG換熱器、主換熱器、高處低溫?fù)Q熱器和低處低溫?fù)Q熱器，最后流回高壓分餾塔的中部，構(gòu)成了氮內(nèi)循環(huán)，其中經(jīng)過(guò)主換熱器時(shí)，吸收了原料空氣的熱量，經(jīng)過(guò)氮內(nèi)循環(huán)壓縮機(jī)的壓縮后溫度從_150°C升至2°C，壓強(qiáng)從500KPa升至4000KPa，在LNG換熱器中與-147°C，300KPa的LNG進(jìn)行換熱，吸收大量的冷量，溫度降低至_130°C，其中LNG經(jīng)過(guò)換熱后溫度上升至30°C，壓強(qiáng)仍是300KPa，污氮(404)進(jìn)而依次經(jīng)過(guò)主換熱器和低溫?fù)Q熱器，逐步冷卻原料空氣，再流入到高壓分餾塔上部，為精餾過(guò)程提供足夠的冷量，由于污氮在高壓分餾塔中和空氣直接接觸，故傳熱效率高，可以節(jié)省一臺(tái)換熱器。在塔的頂部得到富氮液空，該富氮液空分成兩股，一股作為回流液維持分餾塔的正常運(yùn)行，另一部分富氮液空經(jīng)過(guò)節(jié)流閥后，溫度降低至_191°C，壓強(qiáng)降低至160KPa后，流向低壓分餾柳塔，作為回流液，參與精餾，流出高壓分餾塔的富氧液空進(jìn)過(guò)節(jié)流閥后，溫度降低至-188°C，壓強(qiáng)降低至170KPa之后，從低壓分餾塔下部進(jìn)入，這樣送入到低壓分餾塔的富氧液空和富氮液空再次發(fā)生精餾，富氧液空中氧氣的濃度得到進(jìn)一步的提升，在低壓精餾塔頂部得到富氮液空，在低壓分餾塔底部得到濃度更高的富氧液空，富氮液空依次經(jīng)過(guò)低溫?fù)Q熱器、主換熱器、LNG換熱器和空氣預(yù)冷器，逐步升溫為原料空氣提供冷量，進(jìn)而最后放空。富氧液空依次進(jìn)過(guò)低處低溫?fù)Q熱器、高處低溫?fù)Q熱器、主換熱器和LNG換熱器，溫度逐漸升高，在出LNG換熱器是溫度為30°C，壓強(qiáng)為lOOKPa，既可以作為產(chǎn)品富集氧氣送往火力發(fā)電廠或水產(chǎn)品養(yǎng)殖場(chǎng)。
[0006]與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為:結(jié)構(gòu)合理，安全可靠，成本低廉，利用率高。
[0007]【附圖說(shuō)明】圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0008]【具體實(shí)施方式】在圖1所示的本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖中，主要包括空氣壓縮機(jī)1、空氣分離裝置2、空氣過(guò)濾器3、空氣低壓壓縮機(jī)4、空氣高壓壓縮機(jī)5、LNG換熱器6、主換熱器7、高處低溫?fù)Q熱器8、低處低溫?fù)Q熱器9、氮內(nèi)循環(huán)壓縮機(jī)10、外環(huán)節(jié)流閥11和內(nèi)環(huán)節(jié)流閥12?？諝鈮嚎s機(jī)I設(shè)置有冷卻器13、空氣預(yù)冷器14、空氣凈化器15，空氣分離裝置2設(shè)置有高壓分餾塔16、低壓分餾塔17、冷凝蒸發(fā)器18。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效利用LNG冷能的富氧系統(tǒng)，主要包括空氣壓縮機(jī)(1)、空氣分離裝置(2)、空氣過(guò)濾器(3)、空氣低壓壓縮機(jī)(4)、空氣高壓壓縮機(jī)(5)、LNG換熱器(6)、主換熱器(7)、高處低溫?fù)Q熱器(8)、低處低溫?fù)Q熱器(9)、氮內(nèi)循環(huán)壓縮機(jī)(10)、外環(huán)節(jié)流閥(11)和內(nèi)環(huán)節(jié)流閥(12)，其特征在于:空氣壓縮機(jī)(I)設(shè)置有冷卻器(13)、空氣預(yù)冷器(14)、空氣凈化器(15)，空氣分離裝置(2)設(shè)置有高壓分餾塔(16)、低壓分餾塔(17)、冷凝蒸發(fā)器(18)。
【專(zhuān)利摘要】一種高效利用LNG冷能的富氧系統(tǒng)，主要包括空氣壓縮機(jī)1、空氣分離裝置2、空氣過(guò)濾器3、空氣低壓壓縮機(jī)4、空氣高壓壓縮機(jī)5、LNG換熱器6、主換熱器7、高處低溫?fù)Q熱器8、低處低溫?fù)Q熱器9、氮內(nèi)循環(huán)壓縮機(jī)10、外環(huán)節(jié)流閥11和內(nèi)環(huán)節(jié)流閥12?？諝鈮嚎s機(jī)1設(shè)置有冷卻器13、空氣預(yù)冷器14、空氣凈化器15，空氣分離裝置2設(shè)置有高壓分餾塔16、低壓分餾塔17、冷凝蒸發(fā)器18，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)合理，安全可靠，成本低廉，利用率高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】F25J3/04
【公開(kāi)號(hào)】CN204718302
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520381573
【發(fā)明人】劉琳琳, 劉陽(yáng), 薛勇勇, 班衡
【申請(qǐng)人】劉琳琳, 劉陽(yáng), 薛勇勇, 班衡
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年6月4日