一种LNG冷能利用的热泵空气分离系统

专利主权项内容

1.一种LNG冷能利用的热泵空气分离系统，包括空压机、水冷塔、分子筛、主换热器、过冷器Ⅰ、精馏塔、过冷器Ⅱ、提馏塔、增压器、冷凝蒸发器、LNG存储装置、低温泵、液氧存储装置，其特征在于，所述主换热器包括空气通路、LNG通路、氮气通路和污氮通路；所述过冷器Ⅰ包括空气通路、氮气通路Ⅰ、污氮通路和氮气通路Ⅱ；所述精馏塔在高度方向上交错布置有塔板，底部设有空气进口和液态空气出口，顶部设有液氮进口和氮气出口；所述过冷器Ⅱ包括液态空气通路、氮气通路、污氮通路和液氮通路；所述提馏塔在高度方向上交错布置有塔板，底部设有液氧出口Ⅰ、液氧出口Ⅱ和液氧进口，上部设有液态空气进口、液氮进口、纯氮气出口和污氮出口，其中，所述LNG存储装置的出口通过管路经所述低温泵与所述主换热器的LNG通路连通；所述空压机的进气口与外界空气连通，所述空压机的出气口通过管路依次经所述水冷塔、分子筛、主换热器的空气通路、过冷器Ⅰ的空气通路与所述精馏塔底部的空气进口连通，且经所述主换热器和过冷器Ⅰ换热后的空气被冷却至接近泡点温度送入所述精馏塔的底部，且所述空压机的出口压力为0.2MPa左右；所述精馏塔底部的液态空气出口通过管路经所述过冷器Ⅱ的液态空气通路与所述提馏塔上部的液态空气进口连通，所述精馏塔顶部的氮气出口通过管路依次经所述增压器、过冷器Ⅰ的氮气通路Ⅱ与所述冷凝蒸发器的液氮侧入口连通，且所述精馏塔顶部引出的氮气经所述增压器后增压到0.56MPa左右；所述冷凝蒸发器的液氮侧出口分为两路，一路与所述精馏塔顶部的液氮进口连通，另一路经所述过冷器Ⅱ的液氮通路与所述提馏塔上部的液氮进口连通；所述冷凝蒸发器的液氧侧入口与所述提馏塔底部的液氧出口Ⅰ连通，所述冷凝蒸发器的液氧侧出口与所述提馏塔底部的液氧进口连通；所述提馏塔底部的液氧出口Ⅱ通过管路与所述液氧存储装置的入口连通；所述提馏塔上部的纯氮气出口通过管路依次经所述过冷器Ⅱ的氮气通路、过冷器Ⅰ的氮气通路Ⅰ、主换热器的氮气通路的入口连通，所述提馏塔上部的污氮出口通过管路依次经所述过冷器Ⅱ的污氮通路、过冷器Ⅰ的污氮通路、主换热器的污氮通路的入口连通；所述主换热器的污氮通路的出口与所述分子筛的空气冷却系统连通。