用于空气分离的压缩节流制冷方法技术

技术编号:4175535 阅读:210 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及用于空气分离的压缩节流制冷方法,该方法采用多组分气体组成混合制冷剂,将该混合制冷剂经过气体压缩机压缩后进入冷却器冷却,再通过换热器进行换热,然后经节流阀减压降温产生冷量,使空气或其他气体全部或部分液化,再返回换热器继续换热,复热后返回气体压缩机进行循环制冷。与现有技术相比,本发明专利技术具有方法简单,装置小,制冷效果好、能耗低、节能效果好,维护简单等特点。

Compression throttling refrigeration method for air separation

The present invention relates to a method of throttling refrigeration compressed air separation, the method adopts multi component gas mixture refrigerant, the refrigerant gas through the compressor compressed into cooler, and then through the heat exchanger, and then through the throttle valve vacuum cooling cooling capacity, so that air or other gases all or part of liquefaction then, return to the heat exchanger, heat return gas compressor re cycle refrigeration. Compared with the prior art, the method has the advantages of simple method, small device, good refrigeration effect, low energy consumption, good energy saving effect, simple maintenance, etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空气分离的制冷方法,具体涉及一种用于空气分离的压缩节流制冷 方法。
技术介绍
目前,空气分离设备通常采用膨胀机制冷,主要是利用有一定压力的气体在膨 胀机内进行绝热膨胀对外做功而消耗气体本身的内能,从而使气体自身强烈地冷却 而达到制冷的目的。主要是通过增加膨胀机长度来加大降温幅度,比如50吨/天以下液体设备能耗一般在1.1 1.5kWh/Nm3,由于不能无限地通过增加膨胀机数量 来降低主换热器温差来使设备能耗降低,故采用膨胀机制冷法无法进一步降低设备 能耗,而且结构复杂,操作维护困难。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足之处而提供的一种制冷 效果好、能耗低、节能效果好,维护简单的用于空气分离的压縮节流制冷方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:用于空气分离的压縮节流制冷方 法,其特征在于,该方法采用多组分气体组成混合制冷剂,将该混合制冷剂经过气 体压縮机压縮后进入冷却器冷却,再通过换热器进行换热,然后进入节流阀降温, 再返回换热器继续换热,最后返回气体压缩机进行循环制冷。所述的换热器与精馏塔置于同一冷箱中,换热器通过混合制冷剂循环制冷,将 冷箱中的设备及介质温度降低,并维持温度恒定。所述的混合制冷剂由沸点不同的多种气体的混合物组成。所述的多种气体包括甲垸、丙烷、乙烯、戊烯和氮气。所述的深冷法分离空气以制取氧气、氮气、氩气、液氧或液氮。与现有技术相比,本专利技术利用甲垸、丙烷、乙烯、戊烯和氮气等多组分气体组成混合制冷剂,通过压縮节流获取冷量,使空气液化后分离制取氧气、氮气、氩气、 液氧和液氮等产品。简化了传统的液体空分流程,可使200吨/天以下设备能耗降至lkWh/Nn^以下,50吨/天以下设备能耗降低20%以上,装置越小,节能效果越 明显。本专利技术方法简单,装置小,冷效果好、能耗低、节能效果好,维护简单。附图说明图1为本专利技术的示意图。 具体实施例方式以下是结合附图按照本专利技术技术方案所作的实施例,用以进一步解释本专利技术。实施例1如图1所示,用于空气分离的压縮节流制冷方法,将空气分离精馏塔1和换热 器2置于同一冷箱3中,利用甲垸、丙烷、乙烯、戊烯和氮气等沸点不同的多组分 气体组成混合制冷剂,其组分摩尔分率大致为(甲垸丙烷乙烯戊烯氮气 =0.2685: 0.1513: 0.1014: 0.1738: 0.3049),为了获得最佳的制冷效果,气体压 縮机压縮后的压力不同制冷剂组分摩尔分率比例将略有调整,将该混合制冷剂(206)流量2760NM3/h,压力0.041MPa,温度36。C,经过气体压縮机4压縮至 1.6MPa后(204),温度上升至112.4。C进入冷却器5冷却204至40°C,再通过管 道导入冷箱3中,在换热器2进行换热冷却至(202) -172°C,然后进入节流阀6 节流至(203) 0.06MPa,温度降至-188.39"C,再返回换热器2继续换热,最后导 出冷箱3温度回复至36"C (206)返回气体压缩机4进行循环制冷。待分离的空气(101)流量2160NM3/h, 0.58MPa经主换热器2被返流的混合 制冷剂(203)冷却至(102) -172°C,经节流后(103)进入精馏塔1,空气在精 馏塔下塔(C1)中被分率成液氮(104)和富氧液空(106),富氧液空(106)经过 冷器(E2)过冷后(107)节流进入上塔(C2),下塔(Cl)顶部经冷凝蒸发器(Kl) 的液氮(104)经过冷器(E2)过冷后节流进入上塔(C2)作为上塔的回流液,抽 取200NM3/h,过冷后的液氮(105)作为液体产品输出;液氮及富氧液空在上塔(C2)中分离成氧气、液氧、氮气及污氮,从上塔釜抽取(108) 350NM3/h液氧 作为液体产品输出,本实施例可以制取部分氧气(02)、带压力的氮气(PN),亦可仅制取一种或二种液体产品,上塔(C2)可抽取部分氩馏分进入氩塔分离制取液氩产品。表一是该实施例的具体参数,该示例只是说明性的而非限定性的,表一中 的流体位号对应于图一中的标记。流<table>table see original document page 5</column></row><table><table>table see original document page 6</column></row><table>权利要求1. 本专利技术涉及,该方法采用多组分气体组成混合制冷剂,将该混合制冷剂经过气体压缩机压缩后进入冷却器冷却,再通过换热器进行换热,然后经节流阀减压降温产生冷量,使空气或其他气体全部或部分液化,再返回换热器继续换热,复热后返回气体压缩机进行循环制冷。2. 根据权利要求1所述的,其特征在于, 所述的换热器与精馏塔置于同一冷箱中,换热器通过混合制冷剂循环制冷,将空气 或其他气体全部或部分液化,并提供设备跑冷损失,以维持分馏塔正常运行。3. 根据权利要求1所述的,其特征在于, 所述的混合制冷剂由沸点不同的多种气体的混合物组成。4. 根据权利要求3所述的用于空气分离的压縮节流制冷方法,其特征在于,所述的多种气体包括甲烷、丙垸、乙烯、戊烯和氮气。5. 根据权利要求2所述的用于空气分离的压縮节流制冷方法,其特征在于,所述的深冷法分离空气以制取氧气、氮气、氩气、液氧或液氮。全文摘要本专利技术涉及,该方法采用多组分气体组成混合制冷剂,将该混合制冷剂经过气体压缩机压缩后进入冷却器冷却,再通过换热器进行换热,然后经节流阀减压降温产生冷量,使空气或其他气体全部或部分液化,再返回换热器继续换热,复热后返回气体压缩机进行循环制冷。与现有技术相比,本专利技术具有方法简单,装置小,制冷效果好、能耗低、节能效果好,维护简单等特点。文档编号F25B9/00GK101482336SQ20081003815公开日2009年7月15日 申请日期2008年5月28日 优先权日2008年5月28日专利技术者周大荣 申请人:上海启元空分技术发展有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术涉及用于空气分离的压缩节流制冷方法,该方法采用多组分气体组成混合制冷剂,将该混合制冷剂经过气体压缩机压缩后进入冷却器冷却,再通过换热器进行换热,然后经节流阀减压降温产生冷量,使空气或其他气体全部或部分液化,再返回换热器继续换热,复热后返回气体压缩机进行循环制冷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:周大荣
申请(专利权)人:上海启元空分技术发展有限公司
类型:发明
国别省市:31[中国|上海]

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