增壓膨脹機供氣系統及空分設備技術方案

本發明專利技術提供了一種增壓膨脹機供氣系統及空分設備，屬于空氣分離技術領域，用于向分餾塔供氣，包括空氣凈化裝置、第一管路以及第二管路，第一管路上由第一管路的入口到分餾塔上塔之間依次設有第一冷卻器、膨脹機帶動的第一增壓機、第二冷卻器及膨脹機，第一管路上還設有用于為膨脹空氣換熱的主換熱器，經過第一增壓機的膨脹空氣經過主換熱器后進入膨脹機，第一管路上位于空氣凈化裝置和第一冷卻器之間還設有用于壓縮進入第一管路的氣體的第二增壓機。空分設備采用了該增壓膨脹機供氣系統。本發明專利技術提供的增壓膨脹機供氣系統及空分設備，成本低，而且更加節能，氣體提取率會大大提高。

Air supply system and air separation equipment for turbocharging expander

The invention provides a pressurized expander gas supply system and an air separation equipment, belonging to the air separation technology field, which is used to supply air to a fractionator, including an air purification device, a first pipeline, and a second pipe. The first turbocharger, the second cooler and the expander are also provided with the main heat exchanger for heat transfer for expansion air. The expansion air of the first turbocharger passes through the main heat exchanger and enters the expander. The first pipe is located in the air purification device and the first cooler, and is also used to compress into the first pipe. The second turbocharger of the gas. The air supply system for the air separation unit is adopted. The pressurized expander air supply system and the air separation device provided by the invention are low in cost and energy saving, and the gas extraction rate will be greatly improved.

【技術實現步驟摘要】
增壓膨脹機供氣系統及空分設備
本專利技術屬于空氣分離
，更具體地說，是涉及一種增壓膨脹機供氣系統及采用該增壓膨脹機供氣系統的空分設備。
技術介紹
空分設備就是以空氣為原料，通過壓縮循環深度冷凍的方法把空氣變成液態，再經過精餾而從液態空氣中逐步分離生產出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的設備。空分設備供氣是通過膨脹制冷的，整個空分設備的制冷嚴格遵循經典的制冷循環。通常提到的空分制冷設備，主要是指膨脹機。現階段國產膨脹機受到材質的限制，膨脹量和轉速互相制約，膨脹量越大，葉輪直徑越大，邊緣線速度有極限值，決定轉速不能太高，無法達到高速高效，和美國膨脹機相比，制冷量低10％以上。美國膨脹機價格昂貴，相當于國產膨脹機的八到十倍。由于國產膨脹機效率低，就需要更大的膨脹氣量，膨脹氣量大，由于進入分餾上塔的氣量不能過大，否則會干擾上塔精餾，所以會將膨脹氣的一部分放掉，不進入上塔，從而造成分餾塔的提取率大幅降低。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種增壓膨脹機供氣系統及空分設備，旨在解決現有的空分設備供氣，會造成分餾塔的提取率大幅降低的問題。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：提供一種增壓膨脹機供氣系統，用于向分餾塔供氣，包括用于過濾空氣的空氣凈化裝置、用于連通所述空氣凈化裝置和分餾塔上塔的第一管路以及用于連通所述空氣凈化裝置和分餾塔下塔的第二管路，所述第一管路上由第一管路的入口到分餾塔上塔之間依次設有第一冷卻器、膨脹機帶動的第一增壓機、第二冷卻器及膨脹機，所述第一管路上還設有用于為膨脹空氣換熱的主換熱器，經過第一增壓機的膨脹空氣經過所述主換熱器后進入膨脹機，所述第一管路上位于所述空氣凈化裝置和所述第一冷卻器之間還設有用于壓縮進入第一管路的氣體的第二增壓機。進一步地，所述第一管路上還設有旁通流路，所述旁通流路的入口端位于所述增壓機入口端的前側，所述旁通流路的出口端位于所述增壓機出口端的后側；所述旁通流路上設有調節閥門。進一步地，所述調節閥門為氣動薄膜調節閥。進一步地，所述第一增壓機包括用于壓縮進氣的壓縮葉輪，所述膨脹機包括用于和驅動所述壓縮葉輪的膨脹機葉輪。進一步地，所述膨脹機葉輪與壓縮葉輪同軸固定，或所述膨脹機葉輪與壓縮葉輪通過傳動結構連接。進一步地，經過所述第一增壓機的膨脹空氣經過所述主換熱器的中下部后進入所述膨脹機。進一步地，所述空氣凈化裝置為分子篩或分離膜。進一步地，所述第二管路中的氣體經過所述主換熱器后進入分餾塔下塔。進一步地，所述增壓機為空氣壓縮機。本專利技術提供的增壓膨脹機供氣系統的有益效果在于：與現有技術相比，本專利技術增壓膨脹機供氣系統，通過在第一管路上設置第二增壓機，將從空濾設備過濾的氣體壓縮，冷卻后進入膨脹機帶動的第一增壓機然后進入膨脹機，經過第二增壓機的增壓后再經過第一增加機，膨脹機機前壓力升高，制冷量會大大增加，同時膨脹量會降低，膨脹量降低后，膨脹機轉子直徑會相應的減小，從而可以提高轉速。這樣膨脹機的制冷效果就會凸顯。，膨脹機轉子減小后相應的成本也會大大降低，而且更加節能。膨脹量降低后，氣體進入分餾塔上塔后對精餾干擾更小，因此不會產生多余的氣體，不需要將膨脹機出來的氣量放掉，由于第一管路的氣量不會加大，則空氣凈化裝置過濾的剩余空氣會經過第二氣路進入下塔，下塔的加工氣量更大，氣體提取率會大大提高。本專利技術還提供一種空分設備，包括分餾塔，還包括任意一項上述的增壓膨脹機供氣系統。本專利技術提供的空分設備的有益效果在于：本專利技術空分設備，由于采用該增壓膨脹機供氣系統，通過在第一管路上設置第二增壓機，將從空濾設備過濾的氣體壓縮，冷卻后進入膨脹機帶動的第一增壓機然后進入膨脹機，經過第二增壓機的增壓后再經過第一增加機，膨脹機機前壓力升高，制冷量會大大增加，同時膨脹量會降低，膨脹量降低后，膨脹機轉子直徑會相應的減小，從而可以提高轉速。這樣膨脹機的制冷效果就會凸顯。，膨脹機轉子減小后相應的成本也會大大降低，而且更加節能。膨脹量降低后，氣體進入分餾塔上塔后對精餾干擾更小，因此不會產生多余的氣體，不需要將膨脹機出來的氣量放掉，由于第一管路的氣量不會加大，則空氣凈化裝置過濾的剩余空氣會經過第二氣路進入下塔，下塔的加工氣量更大，氣體提取率會大大提高。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例提供的增壓膨脹機供氣系統的結構示意圖。圖中：1、分餾塔；11、分餾塔上塔；12、分餾塔下塔；13、主冷凝器；2、分子篩；3、第一管路；31、旁通流路；32、第二增壓機；33、第一冷卻器；34、第一增壓機；35、第二冷卻器；36、膨脹機；4、第二管路；5、主換熱器。具體實施方式為了使本專利技術所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。需要說明的是，當元件被稱為“固定于”或“設置于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者間接在該另一個元件上。當一個元件被稱為是“連接于”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或間接連接至該另一個元件上。需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本專利技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本專利技術的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本專利技術的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。請一并參閱圖1，現對本專利技術提供的增壓膨脹機供氣系統進行說明。所述增壓膨脹機供氣系統，用于向分餾塔1供氣，包括用于過濾空氣的空氣凈化裝置、用于連通空氣凈化裝置和分餾塔上塔11的第一管路3以及用于連通空氣凈化裝置和分餾塔下塔12的第二管路4，第一管路3上由第一管路3的入口到分餾塔上塔11之間依次設有第一冷卻器33、膨脹機36帶動的第一增壓機34、第二冷卻器35及膨脹機36，第一管路3上還設有用于為膨脹空氣換熱的主換熱器5，經過第一增壓機34的膨脹空氣經過主換熱器5后進入膨脹機36，第一管路3上位于空氣凈化裝置和第一冷卻器33之間還設有用于壓縮進入第一管路3的氣體的第二增壓機32。本專利技術提供的增壓膨脹機供氣系統，與現有技術相比，通過在第一管路3上設置第二增壓機32，將從空濾設備過濾的氣體壓縮，冷卻后進入膨脹機36帶動的第一增壓機34然后進入膨脹機36，經過第二增壓機32的增壓后再經過第一增加機34，膨脹機36機前壓力升高，制冷量會大大增加，同時膨脹量會降低，膨脹量降低后，膨脹機36轉子直徑會相應的減小，從而可以提高轉速。這樣膨脹機36的制冷效果就會凸顯。，膨脹機36轉子減小后相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.增壓膨脹機供氣系統，用于向分餾塔供氣，包括用于過濾空氣的空氣凈化裝置、用于連通所述空氣凈化裝置和分餾塔上塔的第一管路以及用于連通所述空氣凈化裝置和分餾塔下塔的第二管路，所述第一管路上由第一管路的入口到分餾塔上塔之間依次設有第一冷卻器、膨脹機帶動的第一增壓機、第二冷卻器及膨脹機，所述第一管路上還設有用于為膨脹空氣換熱的主換熱器，經過第一增壓機的膨脹空氣經過所述主換熱器后進入膨脹機，其特征在于：所述第一管路上位于所述空氣凈化裝置和所述第一冷卻器之間還設有用于壓縮進入第一管路的氣體的第二增壓機。

【技術特征摘要】
1.增壓膨脹機供氣系統，用于向分餾塔供氣，包括用于過濾空氣的空氣凈化裝置、用于連通所述空氣凈化裝置和分餾塔上塔的第一管路以及用于連通所述空氣凈化裝置和分餾塔下塔的第二管路，所述第一管路上由第一管路的入口到分餾塔上塔之間依次設有第一冷卻器、膨脹機帶動的第一增壓機、第二冷卻器及膨脹機，所述第一管路上還設有用于為膨脹空氣換熱的主換熱器，經過第一增壓機的膨脹空氣經過所述主換熱器后進入膨脹機，其特征在于：所述第一管路上位于所述空氣凈化裝置和所述第一冷卻器之間還設有用于壓縮進入第一管路的氣體的第二增壓機。2.如權利要求1所述的增壓膨脹機供氣系統，其特征在于：所述第一管路上還設有旁通流路，所述旁通流路的入口端位于所述增壓機入口端的前側，所述旁通流路的出口端位于所述增壓機出口端的后側；所述旁通流路上設有調節閥門。3.如權利要求2所述的增壓膨脹機供氣系統，其特征在于：所述調節閥門為氣...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李佳晨，司紅芳，
申請(專利權)人：李佳晨，
類型：發明
國別省市：河北,13