| 主权项 |
1.一种生产氮气的方法,其包括:将经过压缩纯化的注入空气冷却至一个适合其精馏的温度;将该经过压缩纯化的空气输送至一个蒸馏塔,以产生一个高纯度含氮较多之塔顶流和塔底含氧较多之液体;将至少一部分的含氮较多之流(其组成为含氮较多之塔顶流)冷凝并且将一部分之冷凝物传送至塔内当作回流;令上述冷凝物剩余部份形成氮气之产物流;将一循环流压缩,令该循环流冷却至一个温度并将其输送回蒸馏塔以增加氮气产物之回收;令一冷却剂流膨胀并产生功以形成一主要冷却剂流,此主要冷却剂流与经过压缩纯化的空气和循环流之间作间接热交换;应用该功来压缩循环流;将增补冷却剂流汽化后再液化;至少有一部分的增补的冷却剂流经由与至少一部分的含氮较多之流作间接热交换而汽化,藉以帮助一部分的含氮较多之流冷凝;以及在增补的冷却剂流液化前,令该流与经过压缩纯化的空气及循环流作间接热交换以增加可应用至压缩的功,这比增补的冷却剂流没加入时要多,藉此可增加压缩并且进一步增加氮气产物的回收。2.根据申请专利范围第1项之方法,其中:将该含氧较多之液体从蒸馏塔抽出,经过阀膨胀并且和含氮较多之流作间接热交换以帮助至少一部分的含氮较多之流冷凝,并藉以形成汽化的含氧较多之流;由一部份之汽化的含氧较多之流形成循环流;以及由汽化的含氧较多之液体流的剩余部份形成冷却剂流。3.根据申请专利范围第2项之方法,其中该增补冷却剂流经由与含氮较多之塔顶流作间接热交换而完全汽化。4.根据申请专利范围第3项之方法,其中该增补冷却剂流经由压缩该流及令该流在两个不同的温度下膨胀而液化。5.根据申请专利范围第2项之方法,其中该氮气产物包括部份的冷凝物并且分成两个产物流;其中一个产物流与经过压缩纯化的空气作间接热交换而汽化;另外一个产物流则与部份增补冷却剂流所组成之辅助流作间接热交换而副冷却;以及该辅助流在液化前先与增补的冷却剂流的剩余部份结合。6.一种氮气产生器,其包括:一个主热交换器,用来将经过压缩纯化的空气冷却至一个适合其精馏的温度;一个连接到主热交换器的蒸馏塔,其用来精馏经过压缩纯化的注入空气以产生一个高纯度含氮较多之塔顶流和塔底含氧较多之液体;一个连接到蒸馏塔的塔顶冷凝器,其用来冷凝至少一部分的含氮较多之流(其组成为塔顶的含氮较多之流),使得此冷凝物之一部份可输送回蒸馏塔当回流,而剩余的冷凝物即可移除成为产物流;一个用来压缩循环流之压缩机;该主热交换器介于压缩机和蒸馏塔之间,使循环流冷却至可输送到蒸馏塔的温度以增加氮气产物的回收;一个涡轮扩张器,其可使冷却剂流膨胀产生功以形成主要冷却剂流;该涡轮扩张器连接于主热交换器,使主要冷却剂流可与经过压缩纯化之空气作间接热交换;一种将涡轮扩张器和压缩机偶合的装置,其可令产生之功应用在压缩循环流上;以及一种增补冷却剂回路,其可用来循环增补的冷却剂流并使其在回路内汽化,此增补冷却回路包括;塔顶冷凝器,其设计成增补冷却剂流在与至少一部分的含氮较多之流作间接热交换后至少有一部分汽化,主热交换器,其设计成增补冷却剂流与经过压缩纯化的空气作间接热交换以增加可应用至压缩的功,该功比增补冷却剂流没加入时要多,藉此增加压缩并进一步增加氮气产物的回收;以及一个液化器,其介于主热交换器和塔顶冷凝器之间使经过汽化后的增补冷却剂流再液化。7.根据申请专利范围第6项之氮气产生器,其更进一步包括:塔顶冷凝器,其用来和含氧较多之液体流作间接热交换;一种扩张阀,其介于塔顶冷凝器和蒸馏塔之间使含氧较多之液体流作阀膨胀,藉以形成汽化的含氧较多之流;压缩机和涡轮扩张机,其连接于塔顶冷凝器,使部份汽化的含氧较多之流形成再循环流,而剩余部份之汽化的含氧较多之流则形成冷却剂流。8.根据申请专利范围第6项之氮气产生器,其中增补冷却剂流之液化器包括一个包含两个涡轮扩张器并在两种不同温度下操作的氮气液化器。图式简单说明:第一图是根据本发明之氮气产生器的概要图示;且第二图是和第一图所示之氮气产生器整合在一起之氮气液化器之概要图示。 |
