空气分离装置以及包括该空气分离装置的系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102853633A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102853633A(43)申请公布日2013.01.02(21)申请号201210228197.5(22)申请日2012.07.02(30)优先权数据13/1740562011.06.30US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人M.A.G.萨拉扎P.P.库尔卡尼G.M.克诺特(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人金飞谭祐祥(51)Int.Cl.F25J3/04(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书88页页附图附图44页(54)发明名称空气分离装置以及包括该空气分离装置的系统(57)摘要本发明提供一种空气分离装置以及包括该空气分离装置(ASU)的系统。所述ASU经配置以产生液态氮并使用泵加压至更高的压力。ASU可经进一步配置以产生液态氧，所述液态氧可直接加压以用于所需的应用。所述系统进一步包括氧-燃料燃烧系统、集成式燃气涡轮机、以及集成式强化油和/或气回收装置。本发明还包括运行所述系统的方法。CN1028536ACN102853633A权利要求书1/1页1.一种系统(10、50)，其包括：空分装置(ASU)(12)，其包括：空气压缩装置(20)，其经配置以产生压力大于约3巴的压缩空气；热交换器装置(22)，其经配置以接收并冷却所述压缩空气，从而产生冷却空气；第一蒸馏装置(26)，其经配置以接收所述冷却空气、并产生包括液态氮的第一输出流(30)；以及第一泵(28)，其与所述第一蒸馏装置(26)直接连通，且经配置以将所述第一输出流(30)加压至大于大气压的压力。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一泵(28)经配置以将所述第一输出流(28)加压至在约300巴到约500巴范围内的压力。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括经配置以接收来自所述第一泵(28)的所述第一输出流(30)的天然气或油回收井。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一泵(28)与所述热交换器(22)流体连通。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一蒸馏装置(26)经配置以产生包括氮气和氧气的第二输出流(32)。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述ASU(12)进一步包括第二蒸馏装置(36)，所述第二蒸馏装置经配置以接收来自所述第一蒸馏装置(26)的所述第二输出流(32)，并产生包括液态氧的第三输出流(38)。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述ASU(12)进一步包括第二泵(39)，所述第二泵与所述第二蒸馏装置(36)直接连通，且经配置以将所述第三输出流(38)加压至在约30巴到约60巴范围内的压力。8.一种方法，其包括：在空气压缩装置(12)内将空气压缩至大于约3巴的压力；使所述压缩空气通过热交换器装置(22)，以冷却所述压缩空气；在蒸馏装置(26)中蒸馏所述冷却空气流，以产生包括液态氮的第一流(30)、和第二流(32)；以及将所述第一流(30)加压至大于大气压的压力。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括在第二蒸馏装置(36)内蒸馏所述第二流(32)，以产生包括液态氧的第三流(38)。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述第三流(38)加压至在约30巴到约60巴范围内的压力。2CN102853633A说明书1/8页空气分离装置以及包括该空气分离装置的系统技术领域[0001]本发明大体上涉及空气分离装置以及包括所述空气分离装置的系统。确切地说，本发明涉及对液态空气中的氮气和氧气进行分离，以及混合这些产物以用于，例如，发电和自然资源回收等应用的系统。背景技术[0002]例如，在发电系统中，燃烧化石燃料生成的排气流中包括燃烧副产物：氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)。无需从排气中除去NOx便可达到近零NOx的方法是氧-燃料燃烧工艺。在这个工艺方法中，使用纯氧(通常结合精洗煤气(secondarygas)，例如二氧化碳)而非空气作为氧化剂，因而产生的废气中具有可忽略不计的NOx排放物。此外，对于从氧污染度较低的CO2生产中受益的应用，例如二氧化碳(CO2)生产或隔离而言，氧-燃料燃烧是非常有发展前途的技术。在经由氧-燃料工艺运作的燃气涡轮机中，并不需要CO2隔离装置，这是因为燃烧排气的主要成分主要包括CO2以及水(H2O)。通过使H2O冷凝，可以产生高浓度CO2流，而且所述流可用于CO2隔离或其他CO2应用。[0003]空气分离装置(ASU)分离氧气和氮气，可用作氧-燃料工艺的氧气来源、并可用于单独提供高纯度氮气。ASU获取的高纯度氮气可以用于各种应用，例如强化油或气回收系统中的储油器或储气器管理