CZ297724B6 - Zpusob výroby plynného tlakového produktu, zarízení k provádení tohoto zpusobu a pouzití tohoto zpusobu a zarízení - Google Patents

Zpusob výroby plynného tlakového produktu, zarízení k provádení tohoto zpusobu a pouzití tohoto zpusobu a zarízení Download PDF

Info

Publication number
CZ297724B6
CZ297724B6 CZ0121399A CZ121399A CZ297724B6 CZ 297724 B6 CZ297724 B6 CZ 297724B6 CZ 0121399 A CZ0121399 A CZ 0121399A CZ 121399 A CZ121399 A CZ 121399A CZ 297724 B6 CZ297724 B6 CZ 297724B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
air
compressor
liquid
pressure
product
Prior art date
Application number
CZ0121399A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ9901213A3 (cs
Inventor
Voit@Jürgen
Original Assignee
Linde Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7864076&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ297724(B6) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Linde Ag filed Critical Linde Ag
Publication of CZ9901213A3 publication Critical patent/CZ9901213A3/cs
Publication of CZ297724B6 publication Critical patent/CZ297724B6/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04951—Arrangements of multiple air fractionation units or multiple equipments fulfilling the same process step, e.g. multiple trains in a network
    • F25J3/04957—Arrangements of multiple air fractionation units or multiple equipments fulfilling the same process step, e.g. multiple trains in a network and inter-connecting equipments upstream of the fractionation unit (s), i.e. at the "front-end"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04012—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling
    • F25J3/04018—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling of main feed air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04012—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling
    • F25J3/04024—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling of purified feed air, so-called boosted air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/04084—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/0409—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression of oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04109—Arrangements of compressors and /or their drivers
    • F25J3/04145—Mechanically coupling of different compressors of the air fractionation process to the same driver(s)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04296—Claude expansion, i.e. expanded into the main or high pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04333—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/04339—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of air
    • F25J3/04345—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of air and comprising a gas work expansion loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/04418—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system with thermally overlapping high and low pressure columns
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04436—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using at least a triple pressure main column system
    • F25J3/04448—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using at least a triple pressure main column system in a double column flowsheet with an intermediate pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04472—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages
    • F25J3/04496—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages for compensating variable air feed or variable product demand by alternating between periods of liquid storage and liquid assist
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04472—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages
    • F25J3/04496—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages for compensating variable air feed or variable product demand by alternating between periods of liquid storage and liquid assist
    • F25J3/04503—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages for compensating variable air feed or variable product demand by alternating between periods of liquid storage and liquid assist by exchanging "cold" between at least two different cryogenic liquids, e.g. independently from the main heat exchange line of the air fractionation and/or by using external alternating storage systems
    • F25J3/04509—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages for compensating variable air feed or variable product demand by alternating between periods of liquid storage and liquid assist by exchanging "cold" between at least two different cryogenic liquids, e.g. independently from the main heat exchange line of the air fractionation and/or by using external alternating storage systems within the cold part of the air fractionation, i.e. exchanging "cold" within the fractionation and/or main heat exchange line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
    • F25J3/04781—Pressure changing devices, e.g. for compression, expansion, liquid pumping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04872—Vertical layout of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, heat exchangers etc.
    • F25J3/04878—Side by side arrangement of multiple vessels in a main column system, wherein the vessels are normally mounted one upon the other or forming different sections of the same column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/50—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column
    • F25J2200/54—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column in the low pressure column of a double pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/24—Multiple compressors or compressor stages in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/40—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/42—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/40—Expansion without extracting work, i.e. isenthalpic throttling, e.g. JT valve, regulating valve or venturi, or isentropic nozzle, e.g. Laval
    • F25J2240/42—Expansion without extracting work, i.e. isenthalpic throttling, e.g. JT valve, regulating valve or venturi, or isentropic nozzle, e.g. Laval the fluid being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/62—Details of storing a fluid in a tank
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S62/00—Refrigeration
    • Y10S62/90—Triple column

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Pri plynném provozu se prutocné mnozství vzduchu do chladicího okruhu redukuje na nulu a pro kompenzaci ztrát chladu, které jiz nejsou pokryté chladicím okruhem, se pouzívá uskladnená, hluboko podchlazená kapalina. U zarízení je kompresní stanice (305) provedená s alespon dvema paralelne usporádanými kompresory, které jsou nadimenzované tak, ze pri plynném provozu je v provozu pouze jedem kompresor, pricemz tento kompresor dodává skrtící vzduch a chladicí okruh vzduchem napájený není, zatímco vkombinovaném provozu s výrobou tlakového produktua kapalného produktu jsou v provozu alespon dva paralelne usporádané kompresory a navíc k dodávce skrtícího vzduchu je vzduchem napájený také chladicí okruh. Zarízení má prostredky pro uskladnení kapalného produktu. Pouzití zpusobu a zarízení je navrzeno v zarízení na rozklad vzduchu pro dodávku dusíku a kyslíku do ocelárny.

Description

Způsob výroby plynného tlakového produktu, zařízení k provádění tohoto způsobu a použití tohoto způsobu a zařízení
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby plynného tlakového produktu nízkoteplotním rozkladem vzduchu, který se provádí občas v plynném provozu a občas v kombinovaném provozu, přičemž v plynném provozu i v kombinovaném provozu se vyčištěný vstupní vzduch ochlazuje na přetlaku, částečně se zkapalňuje a pro získání plynných i kapalných frakcí se podrobuje rektifíkaci, hluboko podchlazená kapalina alespoň jedné z kapalných frakcí z rektifikace se odpařuje za zvýšeného tlaku nepřímou výměnou tepla se vstupním vzduchem, ohřívá se a získává se jako plynný tlakový produkt, přičemž v kombinovaném provozu se získává plynný tlakový produkt a kapalný produkt a k tomu potřebný chlad se vyrábí v chladicím okruhu vzduchu tím, že se vzduch v chladicím okruhu stlačuje a pracovním výkonem expanduje, přitom se vzduchu odebírá teplo a pracovním výkonem expandovaný vzduch se opět ohřívá alespoň z části v protiproudu s ochlazovaným vstupním vzduchem a pak se zpětně stlačuje, vyrábí se rektifíkaci hluboko podchlazená kapalina a alespoň zčásti se uskladňuje.
Kromě toho se vynález týká zařízení k provádění tohoto způsobu s jedním hlavním vzduchovým kompresorem pro vstupní vzduch, přičemž výstupní tlak hlavního vzduchového kompresoru je také pracovní tlak následné čisticí jednotky, potrubím čistého vzduchu z čisticí jednotky ke kompresní stanici pro vzduch v chladicím okruhu a pro vzduch k rektifíkaci a potrubím na výtlačné straně kompresní stanice, které ústí jednak do potrubní větve chladicího okruhu s alespoň jednou chladicí turbinou a jednak do odbočky pro škrticí vzduch ke sloupcům.
Dále se vynález týká i použití způsobu a zařízení.
Dosavadní stav techniky
Ze spisu EP 0 044 579 Al je známý způsob výroby plynného stlačeného kyslíku (DGOX) a malých množství kapalného kyslíku (LOX). Chlad pro rozklad vzduchu a výrobu kapalného produktu dodává chladicí okruh vzduchu. Ten zahrnuje stlačení dvěmi kompresorovými stupni v sérii pro stlačení proudu vzduchu v prvním stupni na střední tlak pro expanzi dílčího proudu tohoto vzduchu vykonáváním práce na spodní tlak a druhý kompresorový stupeň pro stlačení zbylého proudu vzduchu na vyšší tlak pro expanzi škrcením na stejný nízký tlak. Po spojení těchto dílčích proudů a odvedení vytvořené kapalné fáze se plynná fáze recykluje pro stlačování a kapalná fáze se po rozdělení na dva škrticí proudy přivádí k rektifíkaci. Chladicí okruh se nemůže u tohoto způsobu odpojit a oběhové použití chladicího výkonu vede k energeticky nevhodnému provozu.
Úkolem vynálezu je navrhnout způsob a zařízení shora jmenovaného typu s energeticky vhodnou výrobou plynného tlakového produktu a kapalného produktu vždy ve variabilních množstvích a při vysoké pohotovosti výroby tlakového produktu.
Podstata vynálezu
Tento úkol se podle vynálezu řeší způsobem v úvodu uvedeného druhu, u kterého se podle vynálezu při plynném provozu průtočné množství vzduchu do chladicího okruhu redukuje na nulu a pro kompenzaci ztrát chladu, které již nejsou pokryté chladicím okruhem, se používá uskladněná, hluboko podchlazená kapalina.
-1 CZ 297724 B6
Výhodné provedení podle vynálezu spočívá vtom, že hluboko podchlazená kapalina alespoň jedné kapalné frakce z rektifíkace, například kapalný dusík, kapalný kyslík nebo kapalný vzduch, se pro kompenzaci ztrát chladu v plynném provozu meziuskladňuje v některé nádrži, přičemž jako nádrž pro uskladnění těchto frakcí se používají pufrové zásobníky a/nebo nádrž na produkt.
Variantní výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že se občas provádí za použití alespoň dvou nádrží střídavé uskladňování, přičemž se jednak při zvýšené potřebě plynného tlakového kyslíku dodatečně ke kapalnému kyslíku z rektifíkace odebírá z jedné nádrže meziuskladněný LOX (kapalný kyslík), stlačuje se, odpařuje se v protiproudu a ohřívá se a pak se odebírá jako DGOX (plynný stlačený kyslík) produkt a přitom se zpětně získává v protiproudu chlad a používá se pro výrobu a meziuskladnění LIN (kapalný dusík) produktu, a přičemž se jednak při nízké potřebě DGOX odvádí jako DGOX ze systému rektifíkace příslušně málo LOX a proto se LOX meziuskladňuje více.
Další výhodné provedení podle vynálezu spočívá ve dvousloupcovém procesu, při kterém se chlazení hlavy tlakového sloupce provádí mezitekutinou z nízkotlakého sloupce a ohřívání kalové jímky nízkotlakého sloupce provádí nepřímou výměnou tepla se vzduchem.
Další výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že se provádí třísloupcovým procesem jako rektifikačním systémem, při kterém se používá dvojitý sloupec s jednou vysokotlakou částí a jednou nízkotlakou částí a jeden přídavný sloupec pod mezitlakem.
Další výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že se jako vstupní vzduch v nepřímé výměně tepla s odpařenou hluboko ochlazenou kapalinou, ze které se získává plynný tlakový produkt, odebírá vzduch z chladicího okruhu po proudu stlačování, nebo takový, který byl po proudu stlačování znovu stlačen.
Další výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že expanze vykonáváním práce nastává v alespoň jedné chladicí turbině, přičemž výkon na hřídeli jedné takové turbiny se využívá buď k pohonu generátoru vyrábějícího proud, nebo přídavného kompresoru, přičemž tento přídavný kompresor se používá například pro dodatečné stlačování vzduchu v chladicím okruhu.
Úkol se i dále řeší i zařízením v úvodu uvedeného druhu, u kterého je kompresní stanice provedená s alespoň dvěma paralelně uspořádanými kompresory, které jsou nadimenzované tak, že při plynném provozu je v provozu pouze jeden kompresor, přičemž tento kompresor dodává škrticí vzduch a chladicí okruh vzduchem napájený není, zatímco v kombinovaném provozu s výrobou tlakového produktu a kapalného produktu jsou v provozu alespoň dva paralelně uspořádané kompresory a navíc k dodávce škrticího vzduchuje vzduchem napájený také chladicí okruh a že zařízení má prostředky pro uskladnění kapalného produktu.
Výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že chladicí turbina je v potrubní větvi chladicího okruhu vytvořená jako turbinogenerátorová jednotka.
Variantní výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že chladicí turbina v potrubním rozvodu chladicího okruhu je vytvořená jako jednotka turbina - spřažený kompresor, přičemž spřažený kompresor je v potrubní větvi chladicího okruhu zapojený jako přídavný kompresor vzduchu z kompresní stanice.
Další výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že v potrubní větvi pro škrticí vzduch je uspořádaný přídavný kompresor pro vzduch z kompresní stanice.
Dále je podle vynálezu úkol řešen i použitím výše uvedeného způsobu a zařízení v zařízení na rozklad vzduchu pro dodávku dusíku a kyslíku do ocelárny.
-2CZ 297724 B6
Jinými slovy je na tomto způsobu podle vynálezu charakteristické to, že při plynném provozu se přívod vzduchu v chladicím okruhu zredukuje na nulu a pro kompenzaci ztrát chladu, které se již nepokrývají chladicím okruhem, se používá nashromážděná hluboko podchlazená kapalina. Toto umožňuje výrobu plynného tlakového produktu i při naplněném zásobníku kapalného produktu tím, že se například kapalný produkt nahromaděný ve výměníku tepla vede v protiproudu ke vstupnímu vzduchu, tento vzduch se přitom ochlazuje, částečně zkapalňuje a přivádí se k rektifikaci, nebo tím, že se nashromážděná kapalina přivádí přímo k rektifikaci.
Hluboko ochlazená kapalina alespoň jedné kapalné fáze z rektifikace, například kapalný dusík (LIN), kapalný kyslík (LOX) nebo kapalný vzduch, se může pro kompenzaci ztrát chladu v plynném provozu meziuskladnit v nějaké nádrži, přičemž se jako nádrže pro shromažďování těchto frakcí používají pufrové zásobníky a/nebo nádrže produktu. Nejvýhodnější řešení je ponejvíce použití nádrží produktu, zatímco kapalný vzduch vyžaduje spíše pufrový zásobník, protože kapalný vzduch nehraje jako produkt většinou žádnou roli.
Občas se lze při použití alespoň dvou nádrží pustit do střídavého uskladnění, přičemž se na jedné straně při zvýšené potřebě tlakového kyslíku (DGOX) nevíc k LOX z rektifikace odebírá z jedné nádrže meziuskladněný LOX, stlačuje se, odpařuje v protiproudu a ohřívá a potom odvádí jako produkt DGOX a tím se v protiproudu získává chlad zpět a používá se k výrobě a meziuskladnění produktu LÍN, přičemž na druhé straně se při nižší potřebě DGOX odvádí z rektifíkačního systému odpovídající malé množství LOX jako DGOX a o to víc LOX se meziuskladňuje. Výhoda spočívá v tom, že se občas dodává více DGOX, než by bylo možné po provádění rozkladu vzduchu tím, že se odebírá uskladněný LOX a podle obsahu chladu LOX se uskladňuje LIN.
Pro rektifikaci se může použít dvousloupcového způsobu, přičemž chlazení hlavy tlakového sloupce s mezikapalinou se provádí z nízkotlakého sloupce a ohřívání jímky nízkotlakého sloupce se provádí nepřímou tepelnou výměnou se vzduchem. Dvousloupcový způsob je známý z DE 196 09 490 Al a hodí se obzvláště tehdy, když je potřebná jen malá čistota kyslíku.
Jako rektifíkační systém se může alternativně použít také třísloupcový způsob, přičemž se používá dvojitý sloupec s vysokotlakou částí a nízkotlakou částí a přídavný sloupec s mezitlakem. Tento třísloupcový způsob je známý zDE 195 37 913 Al. I u kyslíkových jednotek větších než 99,5 mol % jsou s tímto způsobem možné energetické úspory.
Při získávání plynného tlakového produktu odpařováním a ohříváním kapaliny pod tlakem, které se nazývá také vnitřní stlačování, se může v protiproudu s teplým vzduchem použít vzduch na horní úrovni tlaku při stlačování v chladicím okruhu, nebo takový, který se ještě dále stlačuje z této výchozí tlakové úrovně.
Expanze pracovním výkonem se může uskutečňovat v alespoň jedné chladicí turbině, přičemž se výkon na hřídeli takovéto turbiny používá k pohonu buď generátoru vyrábějícího proud, nebo přídavného kompresoru, přičemž tento přídavný kompresor se používá například pro dodatečné stlačování vzduchu v chladicím okruhu. V obou případech se energie chladicí turbiny vhodně upotřebí.
Význačným na zařízení podle vynálezu je to, že kompresní stanice je provedená alespoň se dvěma paralelně uspořádanými kompresory, které jsou dimenzované tak, že při plynném provozu je v provozu pouze jeden z kompresorů, přičemž tento kompresor dodává škrticí vzduch a chladicí oběh není vzduchem napájený, zatímco při provozu s výrobou tlakového produktu a kapalného produktu jsou v provozu alespoň dva paralelně uspořádané kompresory a dodatečně k dodávce škrticího vzduchu je vzduchem napájený také chladicí okruh. Takováto kompresní stanice má několik výhod. Pro plynný provoz se jeden kompresor provozuje ve svém energeticky vhodném pracovním bodě, při dodatečné výrobě kapalného produktu se nasadí několik, například dva kompresory poblíž jejich optimálního pracovního bodu. Kromě toho se svíce kompresory zároveň vytvoří nadbytek strojů, který odpovídajícím způsobem zvyšuje spolehlivost zásobování
-3 CZ 297724 B6 v plynném provozu. Další výhoda vynálezu spočívá v tom, že s jedním kompresorem provozovaným jako oběhovým kompresor se může vyrábět také energeticky výhodně kapalný produkt a že tento kapalný provoz je možný díky nadbytku strojů také s vysokou spolehlivostí zásobování.
Chladicí turbina může být v potrubní větvi chladicího okruhu vytvořená jako turbinová/generátorová jednotka. Energií vyrobenou v chladicí turbině se může napájet místní elektrická síť.
Chladicí turbina může být v potrubní větvi chladicího okruhu vytvořená jako jednotka turbina/předřazený kompresor, přičemž je přídavný kompresor v potrubní větvi chladicího okruhu zapojený jako přídavný kompresor vzduchu z kompresní stanice. Energie vyrobená v chladicí turbině se přes společný hřídel s přídavným kompresorem použije například k pohonu tohoto přídavného kompresoru.
V potrubní větvi pro škrticí vzduch může být uspořádaný dodatečný kompresor pro vzduch z kompresní stanice.
Jedno výhodné použití získává způsob a zařízení podle vynálezu v zařízení pro rozklad vzduchu pro zásobování ocelárny kyslíkem a dusíkem.
Přehled obrázků na výkresech
Měnící se potřebě ocelárny na plynný tlakový produkt se dá energeticky vhodně vyhovět s vysokou spolehlivostí zásobování. Vynález a také další úpravy vynálezu jsou blíže objasněny dále za pomoci příkladů provedení znázorněných na výkresech. Na těch představuje:
obr. 1 jeden příklad provedení vynálezu s třísloupcovou rektifikací a jednotku turbina/generátor, obr. 2 provedení s třísloupcovou rektifikací, jednotkou turbina/přídavný kompresor a dodatečným stlačováním škrticího vzduchu, obr. 3 příklad provedení vynálezu s dvousloupcovou rektifikací a jednotkou turbina/generátor a obr. 4 provedení s dvousloupcovou rektifikací, jednotkou turbina/přídavný kompresor a dodatečným stlačováním škrticího vzduchu.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 se na vstupu 1 vzduchu nasává rozkládaný vzduch a ve vzduchovém kompresoru 30 se stlačuje na první tlak, v podstatě na tlak středotlakého sloupce 6 (plus potrubní ztráty), v chladicím zařízení 31 se předchlazuje přímým kontaktem s vodou a v čisticím zařízení 32 (molekulární oddělovač) se zbavuje zejména vody a oxidu uhličitého.
Vyčištěný vzduch se rozděluje na tři dílčí proudy, z nichž první se vede bez dalších opatření zvyšujících tlak potrubím pro první dílčí proud 103 vzduchu, hlavním výměníkem tepla 2 a potrubím pro ochlazený první dílčí proud 104 vzduchu do středotlakého sloupce 6. Středotlaký sloupec 6 se provozuje za tlaku od 2.105 do 4.105 Pa (od 2 do 4 bar), s výhodou asi 2,5.105 až 3,5.105 Pa (2,5 až 3,5 bar), jak odpovídá dané výrobní specifikaci a tlakovým ztrátám.
Druhý dílčí proud 204 vyčištěného vzduchu se stlačuje v přídavném kompresoru 202 vzduchu v podstatě na tlak tlakového sloupce 7 (plus potrubní ztráty), v hlavním výměníku 2 tepla se ochlazuje nepřímou výměnou tepla se studenými technologickými proudy na teplotu rosného bodu a zavádí se do jímky tlakového sloupce 7. Tlakový sloupec 7 se provozuje při pracovním tlaku od 5.105 do 10.105 Pa (od 5 do 10 bar), s výhodou od 5,5.105 do 6,5.105 Pa (od 5,5 do 6,5 bar), a je přes hlavní kondenzátor 3 tepelně spojený s nízkotlakým sloupcem 5. Ten pracuje
-4CZ 297724 B6 při tlaku od 1,1.105 do 2.105 Pa (od 1,1 do 2 bar), s výhodou 1,3.105 až 1,7.105 Pa (od 1,3 až 1,7 bar). Přídavný kompresor 202 vzduchu se může pohánět od stejného hřídele motoru, jako vzduchový kompresor 30.
Třetí dílčí proud 301 vzduchu se přivádí potrubím kompresní stanice 305 pro turbinový vzduch 307, 308, a to pomocí kompresoru 306 třetího dílčího proudu 301 vzduchu, do expanzní turbiny 309 a/nebo pro rektifikační vzduch 313, 314, 315, přičemž nasávací tlak třetího dílčího proudu 303 vzduchu se může snížit s pomocí škrticího zařízení 302, zejména při minimálním provozu.
Vzduch třetího dílčího proudu 301 vzduchu se stlačuje v kompresní stanici 305 z tlaku zhruba středotlakého sloupce 6 na tlak, který odpovídá kondenzační teplotě vzduchu, která je alespoň zhruba stejná jako teplota odpařování tlakového kapalného kyslíku 17. Alternativně se může třetí dílčí proud 301 vyčištěného vzduchu také oddělit na tlakové straně vzduchového přídavného kompresoru 202 vzduchu, jestliže se současně vzduchem druhého dílčího proudu 312 turbinově expandovaného vzduchu, tzn. z expanzní turbiny 309, napájí tlakový sloupec 7. Nasávací tlak kompresní stanice 305 potom odpovídá tlaku tlakového sloupce 7.
První část turbinového vzduchu 307 z kompresoru 306 třetího dílčího proudu 301, 303 vzduchu se při teplotě turbinového vzduchu 308, která leží mezi teplotami na teplém a studeném konci hlavního výměníku 2 tepla, přivádí do expanzní turbiny 309 a tam vykonáním práce expanduje zhruba na tlak středotlakého sloupce 6. V předloženém příkladu provedení se výkon expanzní turbiny 309 přenáší brzdným generátorem na pracovní síť. Expandovaný výstupní proud z expanzní turbiny 309 se zčásti přivádí hlavním výměníkem tepla 2 potrubími 304 pro první dílčí proud 310 a nahřátý první dílčí proud 311 zpět na sací stranu kompresní stanice 305 a částečně potrubím pro druhý dílčí proud 312 turbinově expandovaného vzduchu do jímky středotlakého sloupce 6.
Druhá část, tzn. rektifikační vzduch 313, vysoce stlačeného vzduchu se zkapalňuje proti stlačujícímu tlakovému kapalnému kyslíku 17 alespoň částečně, s výhodou úplně nebo v podstatě úplně, další část rektifikačního vzduchu 314 expanduje nad jímkou do nízkotlakého sloupce 5 a další část rektifikačního vzduchu 315 expanduje do jímky tlakového sloupce 7.
Kalová kapalina 70 a vypraný dusík 74 z hlavy tlakového sloupce 7 se podchlazují v podchlazovacím protiproudém zařízení 4 proti proudu 50 zbytkového plynu z nízkotlakého sloupce 5 a uvolňují se vždy do nízkotlakého sloupce 5 a/nebo do středotlakého sloupce 6 přes potrubí pro podchlazenou kalovou kapalinu 71, 72 a 73, a podchlazený vypraný dusík 75, 76 a 77. Kalová kapalina 60 a vypraný dusík 61 ze středotlakého sloupce 6 se rovněž podchlazují v podchlazovacím protiproudém zařízení 4 proti proudu 50 zbytkového plynu (na obr. 1 není znázorněn), nebo se kalová kapalina 60 přivádí přímo do hlavového kondenzátoru 10 středotlakého sloupce 6 a vypraný dusík 61 do hlavy nízkotlakého sloupce 5. Proud 51 zbytkového plynu a produkty z úseku rektifikace, například GOX a DGOX se ohřívají v hlavním výměníku 2 tepla zhruba na teplotu okolí, k čemuž dále slouží potrubí pro proud zbytkového plynu 52, plynný kyslíkový produkt 54, 55, tlakový kapalný kyslík 17 a potrubí 18. Proud 52 zbytkového plynu se může přivádět celý nebo zčásti jako proud regeneračního plynu 53 k regeneraci do stanice molekulového síta, tzn. do čisticího zařízení 32.
Kapalný kyslík 15 se odebírá z jímky nízkotlakého sloupce 5 a stlačuje se vždy podle specifikace produktu za pomoci kyslíkové pumpy 16 na požadovaný odebírací tlak, nebo se úplně nebo částečně plní do střídavé zásobní nádrže 80 kyslíku. Kapalný dusík 78 se z hlavy nízkotlakého sloupce 5 odvádí nebo se odděluje z jednoho z potrubí pro podchlazený vypraný dusík 75 případně pro vypraný dusík 61 a rovněž se vnitřně stlačuje (není znázorněno na obr. 1) nebo se přivádí do střídavé zásobní nádrže 79 dusíku.
Pro zvýšení flexibility způsobu a disponibility tlakových produktů, například DGOX, sestává kompresní stanice 305 z nejméně dvou paralelně zapojených kompresorů. Tím se umožňuje pro
-5CZ 297724 B6 vozovat zařízení střídavé zásobní nádrže 80 kyslíku i jako čistě plynové zařízení, to znamená vyrábět dále vnitřně stlačený tlakový kyslík (DGOX) bez výroby kapaliny. V případě dvou kompresorů se jeden z obou kompresorů vyřadí z provozu kompresní stanice 305 a druhý kompresor přejímá úlohu stlačovat vnitřně stlačený tlakový kapalný kyslík 17. Tak sestává kompresní stanice 305 podle vynálezu ze dvou kompresorů s rozdílnou funkcí, z nichž první se používá k výrobě chladu pro výrobu kapaliny a druhý pro stlačování vnitřně stlačeného tlakového kapalného kyslíku 17.
Střídavé zásobní nádrže 79, 80 slouží například pro časově omezenou nadprodukci DGOX, odebírání LOX a LIN jako obchodních produktů, jako nouzové zásobní nádrže, jako střídavé uskladnění obsahů chladu LOX a LIN a jako zásobování chladem při odpojeném chladicím okruhu. Kompresní stanice 305 uvedená na obr. 1 může zahrnovat jedno nebo vícestupňové stroje s mezichlazením a/nebo dodatečným chlazením.
Na rozdíl od příkladu provedení na obr. 1 se pracovní výkon expanzní turbiny 309 přenáší v předloženém provedení podle obr. 2 na přídavný kompresor. Kromě toho se škrticí proud vzduchu 313 před svým ochlazením v hlavním výměníku tepla 2 a následnou izoentalpickou expanzí do dvojitého sloupce 5, 7 komprimuje na tlak, který je alespoň tak velký, jako je konečný tlak z kompresní stanice 305 u příkladu provedení z obr. 1.
Na obr. 3 se u vstupu 1 vzduchu nasává rozkládaný vzduch a stlačuje se ve vzduchovém kompresoru 30 na první tlak, v podstatě na tlak středotlakého sloupce 6, plus potrubní ztráty, předchlazuje se v chladicím zařízení 31 přímým kontaktem s vodou a v čisticím zařízení 32, tzn. zařízení molekulového síta, se zbavuje zejména vody a oxidu uhličitého.
Vyčištěný vzduch se rozděluje na tři dílčí proudy, z nichž první dílčí proud 103 vzduchu se může vést bez dalších opatření zvyšujících tlak odpovídajícím potrubím, hlavním výměníkem 2 tepla a potrubím pro ochlazený první dílčí proud 104 vzduchu do středotlakého sloupce 6. Středotlaký sloupec 6 se podle daných požadavků výroby a tlakových ztrát provozuje pod tlakem od 2.105 do 4.105 Pa (od 2 do 4 bar), s výhodou asi 2,5.105 až 3,5.105 Pa (2,5 až 3,5 bar).
Druhý dílčí proud 204 vyčištěného vzduchu se stlačuje v přídavném kompresoru 202 vzduchu na tlak, který odpovídá kondenzační teplotě vzduchu, která je alespoň zhruba stejná jako odpařovací teplota nízkotlakového kapalného kyslíku 15, ochlazuje se v hlavním výměníku 2 tepla nepřímou výměnou tepla studeným technologickým proudem a zavádí se do kalového hlavního kondenzátoru 3 nízkotlakého sloupce 5, k čemuž slouží i přídavný kompresor 203 druhého dílčího proudu 204 vzduchu a hlavní kondenzátor 3.
Ten pracuje při tlaku od 1,1.105 do 2,0.105 Pa (od 1,1 do 2,0 bar), s výhodou 1,3.105 až 1,7.105 Pa (1,3 až 1,7 bar). Přídavný kompresor 202 vzduchu se může pohánět hřídelem téhož motoru jako vzduchový kompresor 30.
Při vysokých čistotách kyslíku (nad 99,5 %) přechází uvedený přístroj se dvěma sloupci v krajním případě do normálního dvousloupcového přístroje (viz. například patentový spis DE 195 26 785 Cl). Druhý dílčí proud 204 vzduchu se pak blíží nule a vstupy proudů 62, 63 do nízkotlakého sloupce 5 se přesouvají ve směru k jímce nízkotlakého sloupce 5, takže se hlavový kondenzátor 10 stává hlavním kondenzátorem dvojitého sloupce a tlak středotlakého sloupce 6 se zvyšuje podle tepelné vazby.
Třetí dílčí proud 301 vzduchu se přivádí potrubím kompresní stanice 305 pro turbinový vzduch 307, 308, k čemuž slouží kompresor 306 třetího dílčího proudu 301 vzduchu, do expanzní turbiny 309 a/nebo pro rektifikační vzduch 313, 314, 315, přičemž sací tlak třetího dílčího proudu 303 vzduchu se může snižovat s pomocí škrticího zařízení 302, zejména při minimálním provozu. Vzduch třetího dílčího proudu 301 se stlačuje v kompresní stanici 305 přibližně z tlaku středotla
-6CZ 297724 B6 kého sloupce 6 na tlak, který odpovídá kondenzační teplotě vzduchu, která je alespoň přibližně stejná jako odpařovací teplota tlakového kapalného kyslíku 17.
První dílčí proud turbinového vzduchu 307 z kompresoru 306 třetího dílčího proudu 301 vzduchu se přivádí potrubím pro turbinový vzduch 308 o teplotě, která leží mezi teplotami na teplém a studeném konci hlavního výměníku 2 tepla, do expanzní turbiny 309 a tam expanduje zhruba na tlak středotlakého sloupce 6. V předloženém příkladu provedení se výkon expanzní turbiny 309 přenáší brzdicím generátorem na pracovní síť. Expandovaný výstupní proud expanzní turbiny 309 se zčásti přivádí přes hlavní výměník 2 tepla potrubím 304 a potrubími pro první dílčí proud 310, 311 a zpět na sací stranu kompresní stanice 305 a z části se přivádí potrubím pro druhý dílčí proud 312 turbinově expandovaného vzduchu do jímky středotlakého sloupce 6.
Druhý dílčí proud rektifíkačního vzduchu 313 z kompresoru 306 třetího dílčího proudu 301 vzduchu se oproti stlačenému tlakovému kapalnému kyslíku 17 alespoň částečně zkapalňuje, s výhodou úplně nebo v podstatě úplně, další část rektifíkačního vzduchu 314 expanduje nad jímkou do nízkotlakého sloupce 5 a další část rektifíkačního vzduchu 315 expanduje do kalové jímky středotlakého sloupce 6.
Kalová kapalina 60 a vypraný dusík 61 z hlavového kondenzátoru 10 středotlakého sloupce 6 se v podchlazovacím protiproudém zařízení 4 podchlazují proti proudu 50 zbytkového plynu nízkotlakého sloupce 5 a vždy do něho expandují, a to potrubím pro podchlazenou kalovou kapalinu 71, a pro podchlazený vypraný dusík 75 a 76. Proud 51 zbytkového plynu a produkty z rektifíkačního úseku, například DGOX, se v hlavním výměníku 2 tepla ohřívají zhruba na teplotu okolí, a to potrubím pro proud 52 zbytkového plynu, pro tlakový kapalný kyslík 17 a potrubím 18. Proud 52 zbytkového plynu se může zcela nebo zčásti přivádět jako regenerační plyn 53 do stanice molekulového síta, tzn. čisticího zařízení 32.
Kapalný kyslík 15 se odebírá z jímky nízkotlakého sloupce 5, stlačuje se vždy podle výrobní specifikace s pomocí kyslíkové pumpy 16 na požadovaný výstupní tlak nebo se plní částečně nebo úplně do střídavé zásobní nádrže 80 kyslíku., Kapalný dusík 78 se odvádí z hlavy nízkotlakého sloupce 5 nebo se odděluje potrubím vypraného dusíku 61 a rovněž se vnitřně stlačuje (na obr. 1 neznázorněno) nebo se ukládá do střídavé zásobní nádrže 79 dusíku.
Pro zvýšení flexibility provozu a disponibility tlakových produktů, například DGOX, sestává kompresní stanice 305 z nejméně dvou paralelně zapojených kompresorů. Tak je možné provozovat střídavé zásobní zařízení i jako čistý plynový přístroj, to znamená vyrábět dále vnitřně stlačený tlakový kyslík (DGOX) bez kapalinné výroby. V případě dvou kompresorů se jeden z obou kompresorů kompresní stanice 305 vyřadí z provozu a druhý kompresor převezme úlohu stlačovat tlakový kapalný kyslík 17. Tak sestává kompresní stanice 305 podle vynálezu vždy ze dvou kompresorů s rozdílnou funkcí, z nichž první je určený pro výrobu chladu pro produkci kapalin a druhý ke stlačování vnitřně stlačeného tlakového kapalného kyslíku 17.
Střídavé zásobní nádrže 79, 80 slouží například k časově omezené nadprodukci DGOX, odběru LOX a LIN jako prodejních produktů, jako nouzová zásobovací nádrž, jako střídavé zásobování obsahu chladu LOX a LIN a jako zásobování chladem při odpojeném chladicím okruhu. Kompresní stanice 305 uvedená na obr. 3 může obsahovat jedno nebo vícestupňové stroje s mezichlazením a/nebo dodatečným chlazením.
Na rozdíl od příkladu provedení z obr. 3 se pracovní výkon expanzní turbiny 309 v provedení podle obr. 4 přenáší na přídavný kompresor. Kromě toho se škrticí proud vzduchu stlačuje před svým ochlazením v hlavním výměníku 2 tepla a následnou izoentalpickou expanzí do sloupců 5, 6 na tlak, který je alespoň tak velký jako výstupní tlak z kompresní stanice 305 podle příkladu provedení z obr. 3.
-7CZ 297724 B6
Příklad:
Pro dodávku ocelárny jsou nutná velmi proměnlivá množství DGOX a tlakového dusíku (DRGAN). Pro dodávku na trh plynu je třeba vyrábět navíc kapalné produkty LOX, LIN a kapalný argon (LAR), aby se zvýšila hospodárnost výrobního zařízení. Investiční rozhodnutí spadá ve prospěch zařízení s jednotkou turbina/přídavný kompresor a dvousloupcovou rektifikací, protože se do lokální sítě nesmí přivádět žádná energie a protože se vyžaduje vysoká čistota kyslíku. Až na neznázoměné získávání argonu to odpovídá zařízení, jako je to, které je znázorněné na obr. 4. Tabulka ukazuje proudy produktů pro čtyři hlavní typy provozu Al, A2, A3 a A4 zařízení, střídavé zásobní proudy, pro kompresní stanici (oběhu a škrticího vzduchu) počet kompresorů nacházejících se v provozu, proudy vzduchu a spotřebu energie zařízení. Všechny proudy plynu a kapaliny se uvádějí v m3/h, přičemž m3/h se vždy míní za normálního stavu při 1 atm a 273 K. Případy provozu Al, A2 a A3 se vyznačují tím, že jsou v provozu oba kompresory kompresní stanice 305 a dodávají turbinový proud a škrticí proud.
V případě provozu Al se dodatečně k produkci kapalin vyrábí 10 000 m3/h DGOX. Pro dodávku ocelárně s 13 000m3/h DGOX jako v případě provozu A2 se navíc odebírá z nádrže LOX 3000 m3/h tekutého LOX a předává se vnitřně stlačené jako DGOX. Obsah chladu v LOX se využije a postačuje k tomu, aby se naplnila nádrž LIN 2800 m3/h. V případě provozu A3 se do ocelárny odvádí jen 7000 m3/h DGOX. Nádrž LOX vyprázdněná například v případě provozu A2 se opět naplní 3000 m3/h LOX. Chlad, který je k tomu potřebný, se přivádí s LIN z nádrže LIN naplněné v případě provozu A2.
V případě provozu A4 je v kompresní stanici 305 v provozu pouze jeden kompresor. Ten dodává škrticí proud a kapalina se nevyrábí. Chladící výkon potřebný pro ocelárnou požadované maximální množství DGOX 13 000 m3/h je o jeden řád menší než v případech provozu Al, A2 a A3. Ekvivalentní potřebný turbinový proud by musel být jen 4000 m3/h. Chladicí okruh zařízení se tak vhodně pokryje kapalinou z nádrže a turbinový proud se odpojí. Jsou myslitelné i další případy provozu. Uvedené případy provozu se vyznačují zejména tím, že všem provozním požadavkům se vyhovuje energeticky výhodně, protože se stroje provozují v jejich bodech dimenzování při zhruba 100% výkonu. Spotřeba proudu tohoto zařízení je po převážnou dobu přibližně konstantní. Proto se může u elektrorozvodných závodů docílit vhodný tarif za proud.
-8CZ 297724 B6
Tabulka
případ provozu Al 65000 A2 65000 A3 65000 A4 65000
vstupní vzduch m3/h
produkty
DGOX m3/h 10000 13000 7000 13000
LOX m3/h 3000 3000 3000 -
LIN m3/h 4000 3000 4300
DRGAN m3/h 2000 2000 2000 2000
LAR m3/h 430 430 430 430
střídavé zásobní proudy
LOX do nádrže m3/h - - 3000 -
LOX do nádrže m3/h - 2800 - -
LOX z nádrže m3/h - 3000 - -
LOX z nádrže m3/h - - 2800 -
kompresní stanice
počet kompresorů v 2 2 2 1
provozu turbinový proud m3/h 51000 43500 57000 4000
škrtící proud m3/h 21000 23000 17000 23000
spotřeba proudu kW 11000 11000 11000 11000

Claims (12)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob výroby plynného tlakového produktu nízkoteplotním rozkladem vzduchu, který se provádí občas v plynném provozu a občas v kombinovaném provozu, přičemž v plynném provozu i v kombinovaném provozu:
    • se vyčištěný vstupní vzduch ochlazuje za přetlaku, částečně se zkapalňuje a pro získání plynných i kapalných frakcí se podrobuje rektifikaci, • hluboko podchlazená kapalina alespoň jedné z kapalných frakcí z rektifikace se odpařuje za zvýšeného tlaku nepřímou výměnou tepla se vstupním vzduchem, ohřívá se a získává se jako plynný tlakový produkt, přičemž v kombinovaném provozu se získává plynný tlakový produkt a kapalný produkt a • k tomu potřebný chlad se vyrábí v chladicím okruhu vzduchu tím, že se vzduch v chladicím okruhu stlačuje a pracovním výkonem expanduje, přitom se vzduchu odebírá teplo a pracovním výkonem expandovaný vzduch se opět ohřívá alespoň z části v protiproudu s ochlazovaným vstupním vzduchem a pak se zpětně stlačuje, • vyrábí se rektifikaci hluboko podchlazená kapalina a alespoň zčásti se uskladňuje, vyznačující se tím, že při plynném provozu se průtočné množství vzduchu do chladicího okruhu redukuje na nulu a pro kompenzaci ztrát chladu, které již nejsou pokryté chladicím okruhem, se používá uskladněná, hluboko podchlazená kapalina.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že hluboko podchlazená kapalina alespoň jedné kapalné frakce z rektifikace, například kapalný dusík (78), kapalný kyslík nebo kapalný vzduch, se pro kompenzaci ztrát chladu v plynném provozu meziuskladňuje v některé nádrži (79, 80), přičemž jako nádrž (79, 80) pro uskladnění těchto frakcí se používají pufrové zásobníky a/nebo nádrž na produkt.
  3. 3. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se občas provádí za použití alespoň dvou nádrží (79, 80) střídavé uskladňování, přičemž se jednak při zvýšené potřebě plynného tlakového kyslíku dodatečně ke kapalnému kyslíku z rektifikace odebírá z jedné nádrže meziuskladněný LOX (kapalný kyslík), stlačuje se, odpařuje se v protiproudu a ohřívá se a pak se odebírá jako DGOX (plynný stlačený kyslík) produkt a přitom se zpětně získává v protiproudu chlad a používá se pro výrobu a meziuskladnění LTN (kapalný dusík) produktu, a přičemž se jednak při nízké potřebě DGOX odvádí jako DGOX ze systému rektifikace příslušně málo LOX a proto se LOX mezisukladňuje více.
  4. 4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se dvousloupcovým procesem, při kterém se chlazení hlavy tlakového sloupce provádí mezitekutinou (63) z nízkotlakého sloupce (5) a ohřívání kalové jímky nízkotlakého sloupce (5) se provádí nepřímou výměnou tepla se vzduchem.
  5. 5. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se třísloupcovým procesem jako rektifikačním systémem, při kterém se používá dvojitý sloupec s jednou vysokotlakou částí a jednou nízkotlakou částí a jeden přídavný sloupec pod mezitlakem.
  6. 6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se jako vstupní vzduch v nepřímé výměně tepla s odpařenou hluboko ochlazenou kapalinou, ze které se získává plynný tlakový produkt, odebírá vzduch z chladicího okruhu po proudu stlačování, nebo takový, který byl po proudu stlačování znovu stlačen.
    -10CZ 297724 B6
  7. 7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že expanze vykonáváním práce nastává v alespoň jedné chladicí turbině (309), přičemž výkon na hřídeli jedné takové turbiny (309) se využívá buď k pohonu generátoru vyrábějícího proud, nebo přídavného kompresoru, přičemž tento přídavný kompresor se používá například pro dodatečné stlačování vzduchu v chladicím okruhu.
  8. 8. Zařízení k provádění způsobu podle některého z nároků 1 až 7 s • jedním hlavním vzduchovým kompresorem (30) pro vstupní vzduch, přičemž výstupní tlak hlavního vzduchového kompresoru (30) je také pracovní tlak následné čisticí jednotky, • potrubím (304) čistého vzduchu z čisticí jednotky ke kompresní stanici (305) pro vzduch v chladicím okruhu a pro vzduch k rektifikaci a • potrubím na výtlačné straně kompresní stanice (305), které ústí jednak do potrubní větve chladicího okruhu s alespoň jednou chladicí turbinou (309) a jednak do odbočky pro škrticí vzduch ke sloupcům (5, 6, 7), vyznačující se tím, že kompresní stanice (305) je provedená s alespoň dvěma paralelně uspořádanými kompresory, které jsou nadimenzované tak, že při plynném provozu je v provozu pouze jeden kompresor, přičemž tento kompresor dodává škrticí vzduch a chladicí okruh vzduchem napájený není, zatímco v kombinovaném provozu s výrobou tlakového produktu a kapalného produktu jsou v provozu alespoň dva paralelně uspořádané kompresory a navíc k dodávce škrticího vzduchu je vzduchem napájený také chladicí okruh a že zařízení má prostředky pro uskladnění kapalného produktu.
  9. 9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že chladicí turbina (309) je v potrubní větvi chladicího okruhu vytvořená jako turbinogenerátorová jednotka.
  10. 10. Zařízení podle nároku 8, v y z n a č u j í c í se t í m , že chladicí turbina (309) je v potrubním rozvodu chladicího okruhu je vytvořená jako jednotka turbina - spřažený kompresor, přičemž spřažený kompresor je v potrubní větvi chladicího okruhu zapojený jako přídavný kompresor vzduchu z kompresní stanice.
  11. 11. Zařízení podle nároku 8 nebo 9, v y z n a č u j í c í se t í m , že v potrubní větvi pro škrticí vzduch je uspořádaný přídavný kompresor pro vzduch z kompresní stanice (305).
  12. 12. Použití způsobu podle některého z nároků 1 až 7 a zařízení podle některého z nároků 8 až 11 v zařízení na rozklad vzduchu pro dodávku dusíku a kyslíku do ocelárny.
CZ0121399A 1998-04-08 1999-04-07 Zpusob výroby plynného tlakového produktu, zarízení k provádení tohoto zpusobu a pouzití tohoto zpusobu a zarízení CZ297724B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998115885 DE19815885A1 (de) 1998-04-08 1998-04-08 Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt bei der Tieftemperaturzerlegung von Luft

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ9901213A3 CZ9901213A3 (cs) 2001-02-14
CZ297724B6 true CZ297724B6 (cs) 2007-03-14

Family

ID=7864076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ0121399A CZ297724B6 (cs) 1998-04-08 1999-04-07 Zpusob výroby plynného tlakového produktu, zarízení k provádení tohoto zpusobu a pouzití tohoto zpusobu a zarízení

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6185960B1 (cs)
EP (1) EP0949471B1 (cs)
AT (1) ATE230098T1 (cs)
CZ (1) CZ297724B6 (cs)
DE (1) DE19815885A1 (cs)
HU (1) HUP9900988A2 (cs)
PL (1) PL191500B1 (cs)

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0002084D0 (en) * 2000-01-28 2000-03-22 Boc Group Plc Air separation method
DE10015602A1 (de) * 2000-03-29 2001-10-04 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
US6438990B1 (en) * 2000-06-12 2002-08-27 Jay K. Hertling Refrigeration system
EP1207362A1 (en) * 2000-10-23 2002-05-22 Air Products And Chemicals, Inc. Process and apparatus for the production of low pressure gaseous oxygen
DE10103968A1 (de) * 2001-01-30 2002-08-01 Linde Ag Drei-Säulen-System zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE10111428A1 (de) * 2001-03-09 2002-09-12 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Zerlegung eines Gasgemischs mit Notbetrieb
FR2831249A1 (fr) * 2002-01-21 2003-04-25 Air Liquide Procede et installation de separation d'air par distillation cryogenique
FR2844344B1 (fr) * 2002-09-11 2005-04-08 Air Liquide Installation de production de grandes quantites d'oxygene et/ou d'azote
DE10249383A1 (de) * 2002-10-23 2004-05-06 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur variablen Erzeugung von Sauerstoff durch Tieftemperatur-Zerlegung von Luft
FR2854682B1 (fr) * 2003-05-05 2005-06-17 Air Liquide Procede et installation de separation d'air par distillation cryogenique
EP1582830A1 (en) * 2004-03-29 2005-10-05 Air Products And Chemicals, Inc. Process and apparatus for the cryogenic separation of air
DE102004016931A1 (de) * 2004-04-06 2005-10-27 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur variablen Erzeugung eines Druckproduktes durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
US7272954B2 (en) * 2004-07-14 2007-09-25 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Proceded Georges Claude Low temperature air separation process for producing pressurized gaseous product
US7263859B2 (en) * 2004-12-27 2007-09-04 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and apparatus for cooling a stream of compressed air
JP5005894B2 (ja) * 2005-06-23 2012-08-22 エア・ウォーター株式会社 窒素発生方法およびそれに用いる装置
US20070251267A1 (en) * 2006-04-26 2007-11-01 Bao Ha Cryogenic Air Separation Process
EP1921399A3 (en) * 2006-11-13 2010-03-10 Hussmann Corporation Two stage transcritical refrigeration system
US20080115531A1 (en) * 2006-11-16 2008-05-22 Bao Ha Cryogenic Air Separation Process and Apparatus
DE102007031765A1 (de) 2007-07-07 2009-01-08 Linde Ag Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102007031759A1 (de) 2007-07-07 2009-01-08 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102007051183A1 (de) * 2007-10-25 2009-04-30 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Tieftemperatur-Luftzerlegung
DE102007051184A1 (de) * 2007-10-25 2009-04-30 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperatur-Luftzerlegung
DE102009034979A1 (de) 2009-04-28 2010-11-04 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Drucksauerstoff
DE102009023900A1 (de) 2009-06-04 2010-12-09 Linde Aktiengesellschaft Dreisäulenverfahren und -vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP2312248A1 (de) 2009-10-07 2011-04-20 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung Gewinnung von Drucksauerstoff und Krypton/Xenon
CN102032755A (zh) * 2010-08-03 2011-04-27 苏州制氧机有限责任公司 空气分离装置
CN102072612B (zh) * 2010-10-19 2013-05-29 上海加力气体有限公司 N型模式节能制气方法
DE102010052545A1 (de) 2010-11-25 2012-05-31 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102010052544A1 (de) 2010-11-25 2012-05-31 Linde Ag Verfahren zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP2520886A1 (de) 2011-05-05 2012-11-07 Linde AG Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines gasförmigen Sauerstoff-Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102011112909A1 (de) 2011-09-08 2013-03-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Stahl
EP2600090B1 (de) 2011-12-01 2014-07-16 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Drucksauerstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102011121314A1 (de) 2011-12-16 2013-06-20 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung eines gasförmigen Sauerstoff-Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102012017488A1 (de) 2012-09-04 2014-03-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Erstellung einer Luftzerlegungsanlage, Luftzerlegungsanlage und zugehöriges Betriebsverfahren
EP2784420A1 (de) 2013-03-26 2014-10-01 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Luftzerlegung und Luftzerlegungsanlage
WO2014154339A2 (de) 2013-03-26 2014-10-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur luftzerlegung und luftzerlegungsanlage
US20160003536A1 (en) * 2013-03-28 2016-01-07 Linde Aktiengesellschaft Method and device for producing gaseous compressed oxygen having variable power consumption
EP2801777A1 (de) 2013-05-08 2014-11-12 Linde Aktiengesellschaft Luftzerlegungsanlage mit Hauptverdichterantrieb
EP2824407A1 (de) * 2013-07-11 2015-01-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung zumindest eines Luftprodukts, Luftzerlegungsanlage, Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie
DE102013017590A1 (de) 2013-10-22 2014-01-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Gewinnung eines Krypton und Xenon enthaltenden Fluids und hierfür eingerichtete Luftzerlegungsanlage
TR201808162T4 (tr) 2014-07-05 2018-07-23 Linde Ag Havanın düşük sıcaklıkta ayrıştırılması vasıtasıyla bir basınçlı gaz ürününün kazanılmasına yönelik yöntem ve cihaz.
EP2963369B1 (de) 2014-07-05 2018-05-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur tieftemperaturzerlegung von luft
EP2963367A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft mit variablem Energieverbrauch
PL2963370T3 (pl) * 2014-07-05 2018-11-30 Linde Aktiengesellschaft Sposób i urządzenie do kriogenicznego rozdziału powietrza
HUE045459T2 (hu) * 2017-06-02 2019-12-30 Linde Ag Eljárás egy vagy több levegõtermék kinyerésére és levegõszétválasztó létesítmény
WO2020074120A1 (de) 2018-10-09 2020-04-16 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur gewinnung eines oder mehrerer luftprodukte und luftzerlegungsanlage
US10914517B2 (en) * 2018-11-16 2021-02-09 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for utilizing waste air to improve the capacity of an existing air separation unit
CN110608583B (zh) * 2019-09-12 2021-07-23 北京首钢股份有限公司 一种压力控制方法及装置
CN113686099B (zh) * 2021-08-09 2022-08-09 北京科技大学 一种基于内压缩空分储能装置的物质回收方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS184647B1 (en) * 1976-09-29 1978-08-31 Jiri Sykora Method of and apparatus for manufacturing liquid air separation products and pressurized oxygen
EP0044679A1 (en) * 1980-07-22 1982-01-27 Air Products And Chemicals, Inc. Method of producing gaseous oxygen and a cryogenic plant in which said method can be performed
US5084081A (en) * 1989-04-27 1992-01-28 Linde Aktiengesellschaft Low temperature air fractionation accommodating variable oxygen demand
EP0793070A2 (en) * 1996-01-31 1997-09-03 Air Products And Chemicals, Inc. High pressure combustion turbine and air separation system integration
US5678425A (en) * 1996-06-07 1997-10-21 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for producing liquid products from air in various proportions

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2701553B1 (fr) * 1993-02-12 1995-04-28 Maurice Grenier Procédé et installation de production d'oxygène sous pression.
FR2704632B1 (fr) * 1993-04-29 1995-06-23 Air Liquide Procede et installation pour la separation de l'air.
FR2706195B1 (fr) * 1993-06-07 1995-07-28 Air Liquide Procédé et unité de fourniture d'un gaz sous pression à une installation consommatrice d'un constituant de l'air.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS184647B1 (en) * 1976-09-29 1978-08-31 Jiri Sykora Method of and apparatus for manufacturing liquid air separation products and pressurized oxygen
EP0044679A1 (en) * 1980-07-22 1982-01-27 Air Products And Chemicals, Inc. Method of producing gaseous oxygen and a cryogenic plant in which said method can be performed
US5084081A (en) * 1989-04-27 1992-01-28 Linde Aktiengesellschaft Low temperature air fractionation accommodating variable oxygen demand
EP0793070A2 (en) * 1996-01-31 1997-09-03 Air Products And Chemicals, Inc. High pressure combustion turbine and air separation system integration
US5678425A (en) * 1996-06-07 1997-10-21 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for producing liquid products from air in various proportions

Also Published As

Publication number Publication date
EP0949471A1 (de) 1999-10-13
HUP9900988A2 (hu) 2003-06-28
ATE230098T1 (de) 2003-01-15
EP0949471B1 (de) 2002-12-18
HU9900988D0 (en) 1999-06-28
US6185960B1 (en) 2001-02-13
PL191500B1 (pl) 2006-05-31
PL332409A1 (en) 1999-10-11
CZ9901213A3 (cs) 2001-02-14
DE19815885A1 (de) 1999-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ297724B6 (cs) Zpusob výroby plynného tlakového produktu, zarízení k provádení tohoto zpusobu a pouzití tohoto zpusobu a zarízení
US9733013B2 (en) Low temperature air separation process for producing pressurized gaseous product
JP3947565B2 (ja) 加圧製品ガスの可変生成方法及び装置
CN101883963B (zh) 通过低温蒸馏从空气中高度灵活地生产气态和液态形式的气体的方法和设备
CN104755360B (zh) 用于通过低温蒸馏进行空气分离的方法和设备
CN111406192B (zh) 通过与氮气膨胀机联动制动的膨胀机增压机来产生增压空气的深冷精馏方法与设备
MX2007009824A (es) Planta y metodo para licuar gas natural.
CN100378422C (zh) 用于空气分离的低温蒸馏方法和***
AU644962B2 (en) Air separation method for supplying gaseous oxygen in accordance with a variable demand pattern
US10177629B2 (en) Method for generating electrical energy and energy generation plant
CN103827613B (zh) 用于借助低温蒸馏生产加压气体的方法
JP2002541421A (ja) 可変生産能力の流体混合物分離装置及びプロセス
CN105378411B (zh) 生产至少一种空气产品的方法、空分设备、产生电能的方法和装置
CN107024077A (zh) 获得空气产品的方法和空气分离设备
CN1093797A (zh) 通过蒸馏空气生产至少一种加压气体产物和至少一种液体的方法和设备
CA2000595A1 (en) Process for the production of crude argon
CN102072612B (zh) N型模式节能制气方法
US9458762B2 (en) Method and device for generating electrical energy
KR100694376B1 (ko) 심냉 공기 분리 장치 및 그 운전 방법
JP2920392B2 (ja) 空気液化分離装置における液化窒素の過冷却方法
US20120174625A1 (en) Method and device for producing a gaseous pressurized oxygen product by cryogenic separation of air
CN102778105A (zh) 一种制氧机快速启动装置及方法
CN1153895A (zh) 在超大气压条件下提取氧和氮的方法和装置
CN104067079A (zh) 用于通过低温蒸馏分离空气的设备和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20180407