氮制造方法和氮制造装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110307694A(43)申请公布日2019.10.08(21)申请号201910123268.7(22)申请日2019.02.18(30)优先权数据2018-0519572018.03.20JP(71)申请人乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司地址法国巴黎(72)发明人广濑献儿(74)专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人王潇悦段承恩(51)Int.Cl.F25J3/04(2006.01)权利要求书2页说明书14页附图4页(54)发明名称氮制造方法和氮制造装置(57)摘要提供一种用于制造液氮的、氮回收率高且能量效率高的氮制造方法和氮制造装置。将原料空气的一部分在主热交换器(1)的前段膨胀并冷却，将没有膨胀的剩余原料空气作为用于在主热交换器(1)内部预冷的寒冷利用。另外，将主热交换器(1)内部预冷了的原料空气的一部分向主热交换器(1)外部取出使其膨胀并冷却，将没有膨胀的剩余的预冷了的原料空气作为用于在主热交换器(1)内部冷却的寒冷利用。CN110307694ACN110307694A权利要求书1/2页1.一种产品液氮的制造方法，包括：预冷工序，将除去了预定杂质的原料空气的至少一部分冷却到第一温度，形成预冷原料空气；冷却工序，将所述预冷工序中冷却了的所述原料空气的至少一部分冷却到低于第一温度的第二温度，形成低温原料空气；第一膨胀工序，使所述预冷工序中冷却了的原料空气的另一部分膨胀冷却，形成第一低温空气；第二膨胀工序，使所述原料空气的至少一部分膨胀冷却，形成第二低温空气；第一导入工序，使所述冷却工序中冷却了的所述原料空气膨胀并向具有第一精馏部的精馏塔的所述第一精馏部位置的下部导入；冷凝工序，在配置于所述精馏塔的塔上部的冷凝部，与储存于所述精馏塔下部的富氧液体进行热交换，由此使所述精馏塔内部的气体的至少一部分冷凝；再生空气压缩工序，将从所述冷凝部取出的作为废气的再生空气分流，并将分流出的所述废气的一方进行压缩；废气热交换工序，使分流出的所述废气的另一方与所述原料空气和所述预冷原料空气之中的至少一者进行热交换；第二导入工序，将所述再生空气压缩工序中压缩了的压缩再生空气向所述精馏塔的第一精馏部位置的下部导入；以及产品液氮取出工序，从所述精馏塔取出产品液氮，在所述预冷工序和所述冷却工序中，所述第一低温空气和/或第二低温空气与所述原料空气进行热交换。2.一种氮制造装置，具备：主热交换器，其将除去了预定杂质的原料空气进行冷却；原料空气膨胀阀，其使通过在所述主热交换器中冷却所述原料空气而得到的低温原料空气膨胀；以及具有第一精馏部的精馏塔，其被导入膨胀了的所述低温原料空气，并且，所述氮制造装置具备：主原料空气供给线，其将所述原料空气经由所述主热交换器供给到所述精馏塔；第一分支线，其从所述主原料空气供给线起在所述主热交换器的内部分支；第一涡轮，其使从所述第一分支线供给的第一分流原料空气膨胀而形成第一低温空气；第一低温空气导入线，其将所述第一低温空气导入所述主热交换器；第二分支线，其从所述主原料空气供给线起在所述主热交换器的前段分支；第二涡轮，其使从所述第二分支线供给的第二分流原料空气膨胀，形成温度低于所述第一低温空气的第二低温空气；第二低温空气导入线，其将所述第二低温空气导入所述主热交换器；冷凝部，其配置于所述精馏塔的塔上部；富氧液体导入线，其从所述精馏塔下部导出富氧液体的至少一部分，并向所述冷凝部导入所述富氧液体作为制冷剂；2CN110307694A权利要求书2/2页再生空气取出线，其从所述冷凝部所处的位置取出作为废气的再生空气的至少一部分；再生空气压缩机，其将从所述再生空气取出线供给的所述废气的至少一部分进行压缩；再生空气导入线，其将从所述再生空气压缩机导出的压缩再生空气从所述精馏塔的第一精馏部的位置的下部导入所述精馏塔；废气线，其从所述冷凝部取出所述废气的一部分，并将其导入所述主热交换器；以及产品液氮取出线，其从所述精馏塔取出液氮。3.根据权利要求2所述的氮制造装置，所述冷凝部具备第一冷凝器和第二冷凝器，所述再生空气取出线被配置为：将在所述第一冷凝器蒸发的气体的至少一部分导入所述再生空气压缩机，所述废气线被配置为：将在所述第二冷凝器蒸发的气体的至少一部分导入所述主热交换器。4.根据权利要求3所述的氮制造装置，其特征在于，所述富氧液体经由所述富氧液体导入线供给到所述第一冷凝器，然后供给到所述第二冷凝器。5.根据权利要求2～4的任一项所述的氮制造装置，还具备第三涡轮，所述第三涡轮使从所述废气线经由所述主热交换器供给的所述废气膨胀而形成低温废气，所述第三涡轮的轴端连接于所述再生空气压缩机的轴端。6.根据权利要求2～5的任一项所述的氮制造装置，还具备压缩再生空