【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液态空气储能，涉及一种液空氧氮分离的方法及装置。
技术介绍
1、液态空气储能技术是一种新兴的储能技术，其基本原理是通过空气液化装置把空气冷却到极低温度变成液态形式，以便储存和使用。这一技术有着广泛的应用前景，是一项能够为我们解决能源存储与转化难题的新型技术。
2、目前，液态空气储能主要应用于发电和冷量的存储，但直接用于分离获得低温氧、氮液体产品还没有相应的实例，该领域还处于空白；液态空气发电和冷量的存储对于液态空气的再利用，效率相对较低，未能将液空自身的潜能完全开发，若将液态空气储能技术转化而来的液空直接进行分离，那么其自身的热力学特性将被充分利用，效率也会更高，与传统的全液态空分相比较，生产运营成本将大大降低。
3、总体来看，液态空气氧氮分离的技术，有着广泛的应用前景，有望为我们解决能源存储与转化难题提供更好的选择。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于解决上述问题，提供了一种液空氧氮分离的方法及装置。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种液空氧氮分离的装置，包括液空储槽、液体泵、精馏塔、过冷器、主换热器、液氮储槽、液氧储槽、氮气循环压缩机；
4、所述精馏塔包括塔体、设于塔体内的规整填料、集成于塔体下部的冷凝蒸发器；所述塔体上设有五个出入口，分别为液氮入口、液空入口、液氧出口、氧气出口、氮气出口；所述过冷器上设有两组出入口，分别为过冷器第一入口、过冷器第一出口，过冷器第二入
5、所述液空储槽经液体泵与所述液空入口连通，所述氮气出口与所述过冷器第一入口连通，所述过冷器第一出口与所述主换热第一入口连通；所述主换热第一出口与所述氮气循环压缩机的进口连通，所述氮气循环压缩机的出口与所述主换热第三入口连通，所述主换热第三出口与所述冷凝蒸发器的进口连通，冷凝蒸发器的出口与所述过冷器第二入口连通，所述过冷器第二出口分为两路，一路经第一节流阀连通所述氮气进口，另一路经第二节流阀接入液氮储槽；所述氧气出口连通所述主换热第二入口，所述主换热第二出口接入低压氧气管网或接入大气放空；所述液氧出口接入所述液氧储槽。
6、优选的，所述精馏塔为规整填料再沸吸收塔。
7、优选的，所述液氧储槽、液氮储槽均为常压低温液体储槽。
8、优选的，所述液空储槽为常压低温液体储槽。
9、优选的，所述液体泵为离心式低温液体泵。
10、优选的，所述冷凝蒸发器为全浸式液氧板翅式冷凝蒸发器。
11、优选的，所述氮气循环压缩机为离心式氮气循环压缩机。
12、优选的，所述主换热器和过冷器均为板翅式换热器。
13、一种液空氧氮分离的方法，采用如上所述的液空氧氮分离的装置，将液空储罐中液态空气储能得到的液空作为原料，经液体泵加压后送入精馏塔中部作为提馏段回流液参与精馏；在精馏塔顶部获得氮气并通过过冷器、主换热器复热到常温后送入氮气循环压缩机加压，之后再次进入主换热器内换热降温，然后返回到精馏塔底部的冷凝蒸发器中与精馏塔底部的液氧进行换热，氮气将液氧部分蒸发，同时氮气自身被冷凝为液氮，液氮进入过冷器过冷，过冷后的液氮一部分被节流送入液氮储槽，另一部分被节流后送入精馏塔顶部作为精馏段回流液继续参与精馏；精馏塔底部的液氧一部分被氮气蒸发作为精馏塔的上升蒸汽参与精馏，另一部分作为产品被送入液氧储槽。
14、本专利技术的有益效果在于：
15、1、本专利技术以液空为原料，直接进行氧氮分离，得到液氧、液氮产品，有别于传统以空气为原料的全液体空分。在通过液空进行氧氮分离时，充分利用液空自身的热力学特性，整个过程无需外界冷量的补充，无增压和膨胀的循环制冷，降低氧氮分离的能耗，提高氧氮分离的经济效益。
16、2、本专利技术中精馏过程得到的氮气被循环利用，使整个装置除启动过程中需额外消耗氮气外，其余阶段均不产生额外氮气的消耗，仅自己生产的氮气进行循环利用供装置使用。
17、3、本专利技术利用液空为原料，省略了预冷系统和纯化系统，无顶部冷凝蒸发器，氧氮分离流程简短，所需设备更少，降低了设备故障点，增加了设备运行的可靠性，节约了整体的投资及设备维护费用。同时，生产过程中无废气、污水和粉尘排放。
18、4、本专利技术中特别适合液氮、液氧需求比在2.5倍以上的场景，既能将液态空气储能得到的液空分离为所需的氧氮产品，同时又避免大量氮气的浪费及能源的消耗。
19、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种液空氧氮分离的装置，其特征在于：包括液空储槽、液体泵、精馏塔、过冷器、主换热器、液氮储槽、液氧储槽、氮气循环压缩机；
2.根据权利要求1所述的液空氧氮分离的装置，其特征在于：所述精馏塔为规整填料再沸吸收塔。
3.根据权利要求1所述的液空氧氮分离的装置，其特征在于：所述液氧储槽、液氮储槽均为常压低温液体储槽。
4.根据权利要求1所述的液空氧氮分离的装置，其特征在于：所述液空储槽为常压低温液体储槽。
5.根据权利要求1所述的液空氧氮分离的装置，其特征在于：所述液体泵为离心式低温液体泵。
6.根据权利要求1所述的液空氧氮分离的装置，其特征在于：所述冷凝蒸发器为全浸式液氧板翅式冷凝蒸发器。
7.根据权利要求1所述的液空氧氮分离的装置，其特征在于：所述氮气循环压缩机为离心式氮气循环压缩机。
8.根据权利要求1所述的液空氧氮分离的装置，其特征在于：所述主换热器和过冷器均为板翅式换热器。
9.一种液空氧氮分离的方法，其特征在于：采用如权利要求1～8任一项所述的液空氧氮分离的装置，将液空储罐中
...【技术特征摘要】
1.一种液空氧氮分离的装置，其特征在于：包括液空储槽、液体泵、精馏塔、过冷器、主换热器、液氮储槽、液氧储槽、氮气循环压缩机；
2.根据权利要求1所述的液空氧氮分离的装置，其特征在于：所述精馏塔为规整填料再沸吸收塔。
3.根据权利要求1所述的液空氧氮分离的装置，其特征在于：所述液氧储槽、液氮储槽均为常压低温液体储槽。
4.根据权利要求1所述的液空氧氮分离的装置，其特征在于：所述液空储槽为常压低温液体储槽。
5.根据权利要求1所述的液空氧氮分离的装置，其特征在于：所述液体泵为离心式低温液体泵。
6.根据权利要求1所述的液空氧氮分离的装置，其特征在于：所述冷凝蒸发器为全浸式液氧板翅式冷凝蒸发器。
7.根据权利要求1所述的液空氧氮分离的装置，其特征在于：所述氮气循环压缩机为离心式氮气...
【专利技术属性】
技术研发人员：幸钢，郭安伟，
申请(专利权)人：重庆朝阳气体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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