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空氣分離技術(shù)（空氣分離與提純系統(tǒng)及方法與流程）

(相關(guān)資料圖)

本發(fā)明涉及空氣分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空氣分離與提純系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

空分設(shè)備常常以空氣為原料，通過(guò)壓縮循環(huán)深度冷凍等方法可以把空氣變成液態(tài)再經(jīng)過(guò)精餾出液態(tài)氣體，還可以從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮?dú)饧皻鍤獾榷栊詺怏w。在現(xiàn)有技術(shù)中，空分設(shè)備為了提高氣體的純度而做出不懈的努力。空分設(shè)備一般包括空壓機(jī)、純化器以及精餾塔。空壓機(jī)，又稱(chēng)空氣壓縮機(jī)，一般就是提供氣源動(dòng)力，是氣動(dòng)系統(tǒng)的核心設(shè)備機(jī)電引氣源裝置中的主體，它是將原動(dòng)(通常是電動(dòng)機(jī))的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置。

相關(guān)技術(shù)中，空分設(shè)備無(wú)法高效的分離出純氧、純氮及純氬的產(chǎn)品。

因此，有必要提供一種新的空氣分離與提純系統(tǒng)及方法解決上述技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的是提供一種空氣分離與提純系統(tǒng)，旨在解決相關(guān)技術(shù)中的分設(shè)備無(wú)法高效的分離出純氧、純氮及純氬的產(chǎn)品的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的空氣分離與提純系統(tǒng)包括依次連接的空氣過(guò)濾與壓縮設(shè)備、空氣冷卻與篩分設(shè)備、空氣增壓與膨脹設(shè)備、第一精餾塔組件以及第二精餾塔組件；

其中，所述空氣過(guò)濾與壓縮裝置用于抽取大氣中的空氣，并過(guò)濾所述空氣中的機(jī)械雜質(zhì)，所述機(jī)械雜質(zhì)包括灰塵；

所述空氣冷卻與篩分設(shè)備用于冷卻過(guò)濾后的空氣，并清除過(guò)濾后的空氣中的水份和二氧化碳；

所述空氣增壓與膨脹設(shè)備用于對(duì)清除水份和二氧化碳的空氣進(jìn)行增壓和膨脹，以獲取液化空氣所需的冷量；

所述第一精餾塔組件用于將增壓和膨脹后的空氣冷卻至液化臨界溫度，并從冷卻至液化臨界溫度的空氣中精餾分離出純氧產(chǎn)品與純氮產(chǎn)品；

所述第二精餾塔組件用于從精餾后的空氣中精餾分離出純氬產(chǎn)品。

優(yōu)選地，所述空氣過(guò)濾與壓縮設(shè)備包括空氣過(guò)濾器af和空壓機(jī)tc1，所述空壓機(jī)tc1連接所述空氣過(guò)濾器af與所述空氣冷卻與篩分設(shè)備。

優(yōu)選地，所述空氣冷卻與篩分設(shè)備包括空冷塔ac、水冷塔wc及分子篩吸附器組件，所述空冷塔ac與水冷塔wc并聯(lián)，所述分子篩吸附器組件連接所述空冷塔ac與所述空氣增壓與膨脹設(shè)備，其中，所述空壓機(jī)tc1連接所述空氣過(guò)濾器af與所述空冷塔ac。

優(yōu)選地，所述空氣增壓與膨脹設(shè)備包括空氣增壓機(jī)tc2及膨脹機(jī)et，其中，所述分子篩吸附器組件、所述空氣增壓機(jī)tc2、所述膨脹機(jī)et以及所述第一精餾塔組件依次連接。

優(yōu)選地，所述第一精餾塔組件包括主換熱器e1、下塔c1、冷凝蒸發(fā)器k1、上塔c2及液氧泵op，所述冷凝蒸發(fā)器k1設(shè)于所述下塔c1與所述上塔c2之間，所述液氧泵op與所述冷凝蒸發(fā)器k1連接，所述下塔c1與所述主換熱器e1連接，所述膨脹機(jī)et與所述主換熱器e1連接。

優(yōu)選地，所述第二精餾塔組件包括過(guò)冷器e2、粗氬ⅰ塔c701、粗氬ⅱ塔c702、精氬塔c703、粗氬冷凝器k701、精氬冷凝器k703、精氬蒸發(fā)器k704及循環(huán)粗氬泵ap，所述精氬塔c703設(shè)于所述精氬冷凝器k703與所述精氬蒸發(fā)器k704之間，所述粗氬冷凝器k701設(shè)于所述粗氬ⅱ塔c702上方，所述循環(huán)粗氬泵ap連接所述粗氬ⅰ塔c701與所述粗氬ⅱ塔c702，所述過(guò)冷器e2與所述下塔c1連接。

優(yōu)選地，所述空氣分離與提純系統(tǒng)還包括電加熱器eh，所述電加熱器eh連接所述分子篩吸附器組件以及所述主換熱器e1。

本發(fā)明還提供一種空氣分離與提純方法，包括如下步驟：

抽取大氣中的空氣，并過(guò)濾所述空氣中的機(jī)械雜質(zhì)；

冷卻過(guò)濾后的空氣，并清除過(guò)濾后的空氣中的水份和二氧化碳；

對(duì)清除水份和二氧化碳的空氣進(jìn)行增壓和膨脹，以獲取液化空氣所需的冷量；

將增壓和膨脹后的空氣冷卻至液化臨界溫度，并從冷卻至液化臨界溫度的空氣中精餾分離出純氧產(chǎn)品與純氮產(chǎn)品；

從精餾后的空氣中精餾分離出純氬產(chǎn)品。

優(yōu)選地，所述空氣分離與提純的方法還包括，危險(xiǎn)雜質(zhì)的排放。

本發(fā)明提出的空氣分離與提純系統(tǒng)中，所述空氣過(guò)濾與壓縮裝置用于抽取大氣中的空氣，并過(guò)濾所述空氣中的機(jī)械雜質(zhì)，所述機(jī)械雜質(zhì)包括灰塵；所述空氣冷卻與篩分設(shè)備用于冷卻過(guò)濾后的空氣，并清除過(guò)濾后的空氣中的水份和二氧化碳；所述空氣增壓與膨脹設(shè)備用于對(duì)清除水份和二氧化碳的空氣進(jìn)行增壓和膨脹，以獲取液化空氣所需的冷量；所述第一精餾塔組件用于將增壓和膨脹后的空氣冷卻至液化臨界溫度，并從冷卻至液化臨界溫度的空氣中精餾分離出純氧產(chǎn)品與純氮產(chǎn)品；所述第二精餾塔組件用于從精餾后的空氣中精餾分離出純氬產(chǎn)品；從而實(shí)現(xiàn)高效安全的提取純氧產(chǎn)品、純氮產(chǎn)品及純氬產(chǎn)品。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。