專(zhuān)利名稱(chēng)：制造壓縮空氣和至少一種空氣組份氣體的組合方法和裝置的制作方法
目前，幾乎所有的工廠都至少擁有一條向各種機(jī)器或設(shè)備提供壓縮空氣的壓縮空氣管網(wǎng)。
許多工廠還采用由分配管網(wǎng)、貯罐或現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)裝置提供的空氣組份氣體(air gas)。
通常，生產(chǎn)和供應(yīng)壓縮空氣和空氣組份氣體的系統(tǒng)是互相隔離和獨(dú)立的，且由不同的運(yùn)行人員操作。
在冶金方面特定的范圍中，特別是在文件US-A-5,538,534和US-A-5,244,489中，以申請(qǐng)人公司的名義，建議采用一個(gè)公用的壓縮機(jī)組，一方面向金屬處理裝置，另一方面向空氣組份氣體分離裝置提供壓縮空氣。
本發(fā)明的目的是，在保證氣體裝置滿意的安全要求的同時(shí)，提出一種組合方法及生產(chǎn)和供應(yīng)壓縮空氣和至少一種空氣組份氣體的裝置，在生產(chǎn)和供應(yīng)這些流體的系統(tǒng)之間形成一種協(xié)同作用，使減少投資和運(yùn)行費(fèi)用成為可能。
為此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，該方法包括如下生產(chǎn)步驟在額定的運(yùn)行狀態(tài)下，至少是第一股空氣流和第二股空氣流被分別送到壓縮空氣的供應(yīng)設(shè)備和空氣組份氣體的生產(chǎn)設(shè)備中去；在臨時(shí)運(yùn)行狀態(tài)下，至少應(yīng)將第二股空氣流的一部分送到壓縮空氣的供應(yīng)設(shè)備中。
采用本發(fā)明的組合裝置包括與至少一臺(tái)第一類(lèi)加壓空氣源相連的壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)；制造和分配至少一種空氣組份氣體的一個(gè)或一個(gè)以上的系統(tǒng)，該系統(tǒng)通常與至少一臺(tái)第二類(lèi)的加壓空氣源相連；以及至少將第二類(lèi)加壓空氣源臨時(shí)切向壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)備。
因此，根據(jù)本發(fā)明，壓縮空氣網(wǎng)和空氣組份氣體網(wǎng)能夠互相連接，這樣可以根據(jù)壓縮空氣和空氣組份氣體的需要共享現(xiàn)場(chǎng)可用的加壓空氣容量。在保證提高生產(chǎn)機(jī)動(dòng)性的同時(shí)，能減少加壓空氣源通常是壓縮機(jī)的投資，以及減少要安裝和消耗的電功率。
根據(jù)本發(fā)明，將加壓空氣優(yōu)先分配到壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)是由于對(duì)于提供大量或長(zhǎng)時(shí)間的壓縮空氣流量而言壓縮空氣難于貯存，而空氣組份氣體可容易貯存，特別是在預(yù)先已有備用儲(chǔ)備時(shí)，通過(guò)該備用儲(chǔ)備的可能的補(bǔ)充，用戶系統(tǒng)經(jīng)常能夠從空氣組份氣體生產(chǎn)系統(tǒng)減少生產(chǎn)量來(lái)進(jìn)行工作。
首先，根據(jù)本發(fā)明的特征，在臨時(shí)運(yùn)行狀態(tài)下，空氣組份氣體至少部分由該氣體的貯罐提供，該氣體一般以液體形式貯存。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)更特別的特征，在臨時(shí)運(yùn)行狀態(tài)下，第二股流量可以全部分配到壓縮空氣供應(yīng)設(shè)備中，切換設(shè)備包括將原來(lái)分配到氣體供應(yīng)系統(tǒng)的第二類(lèi)氣源與氣體生產(chǎn)系統(tǒng)隔離開(kāi)來(lái)的設(shè)備。
本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)在下列實(shí)施例的描述中可以明顯看到，這些實(shí)施例僅用作說(shuō)明而沒(méi)有任何限制性的意思，實(shí)施例參照附圖給出。其中，

圖1是本發(fā)明的組合裝置的第一個(gè)實(shí)施例。
圖2是相類(lèi)似的本發(fā)明的組合裝置的第二個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)圖。
圖3和圖4分別說(shuō)明了在臨時(shí)運(yùn)行狀態(tài)下圖1和圖2中裝置的狀態(tài)。
圖1中的示例表示至少應(yīng)有一條分配壓縮空氣的管網(wǎng)管線LA，壓縮空氣由兩個(gè)加壓氣源CO2,CO3，如兩條相同或不同的并聯(lián)壓縮裝置提供。
圖中還表示了至少要有一條用于分配至少一種空氣組份氣體的管網(wǎng)管線LG，該空氣組份氣體由來(lái)自至少一臺(tái)加壓氣源CO1的壓縮空氣經(jīng)分離或處理后提供，CO1一般為一臺(tái)空氣壓縮裝置。該裝置中用于分離或處理空氣的S和/或至少一臺(tái)裝著通常為液態(tài)或部分為液態(tài)的這種氣體的貯罐R，通過(guò)一個(gè)壓敏閥V和/或另外一個(gè)控制閥與管線LG相連。由空氣源CO1向系統(tǒng)供應(yīng)的空氣壓力通常要高于由氣源CO2和CO3向管線LG所供應(yīng)的空氣的壓力。
根據(jù)本發(fā)明，管線C最好設(shè)有一個(gè)減壓調(diào)節(jié)閥D，能夠有選擇地建立起管線LA和LG的上游段之間的連接。
在正常和額定運(yùn)行情況下，至少管道LG中要供應(yīng)在S設(shè)備中分離和處理過(guò)的空氣組份氣體，而設(shè)備S自己由來(lái)自空氣源CO1的加壓空氣來(lái)供給。除了導(dǎo)管LG中可能需求高峰外，貯罐R一般不投入使用。管線LA相并列地至少應(yīng)由一條來(lái)自氣源CO2、CO3的加壓空氣供應(yīng)。如果空氣源CO2、CO3中有一個(gè)出現(xiàn)故障，如圖3所示至少一部分來(lái)自空氣源CO1的氣流，通過(guò)調(diào)節(jié)氣源CO1，通常經(jīng)降壓或分級(jí)降壓后從管線C送到管線LA以維持后者所需要的壓縮空氣流。如有必要，用控制和/或隔離閥V對(duì)設(shè)備S的上游至少進(jìn)行部分隔離，此時(shí)設(shè)備S運(yùn)行在經(jīng)降低后的生產(chǎn)水平上，管線LG中的空氣組份氣體全部或部分由貯罐R中的備用儲(chǔ)備提供，這樣閥V可以與閥D同步動(dòng)作手動(dòng)調(diào)節(jié)，或者根據(jù)系統(tǒng)S的至少一個(gè)輸出參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，該參數(shù)通常為管線LG中的流量和/或空氣組份氣體的壓力。
圖2表示的實(shí)施例中，分離設(shè)備S以加壓空氣運(yùn)行，輸送壓力基本等于管網(wǎng)LA中壓縮空氣的壓力。此時(shí)，三個(gè)氣源CO1,CO2,CO3輸入到同一個(gè)導(dǎo)管T，從這里加壓空氣被分配到壓縮空氣管網(wǎng)LA以及分配到分離設(shè)備S以供給管線LG。如果一個(gè)氣源CO1出現(xiàn)故障，典型的是一臺(tái)壓縮機(jī)(圖4中的CO1)關(guān)閉，剩下的兩個(gè)氣源CO2,CO3全部用于向管線LA提供壓縮空氣，閥門(mén)V關(guān)閉且隔離系統(tǒng)S，在貯罐R中的氣體儲(chǔ)備逐步切入以保證管線LG中空氣組份氣體的供應(yīng)。
分離或處理設(shè)備S至少部分是以低溫蒸餾的型式和/或滲透膜的型式和/或壓力擺動(dòng)吸收的型式，以此制備氮?dú)夂?或富氧空氣和/或純氧氣和/或脫水和專(zhuān)供的脫碳化物的干燥空氣；而且能夠根據(jù)需要或自動(dòng)根據(jù)該氣體的需要運(yùn)行在至少一種降低的運(yùn)行狀態(tài)下，因此使減少壓縮空氣的消耗成為可能。
在壓縮空氣源CO1是獨(dú)立的空氣壓縮機(jī)的情況下，它們通常設(shè)有裝置m以調(diào)節(jié)或自動(dòng)調(diào)節(jié)(空轉(zhuǎn)，停機(jī)，流量調(diào)節(jié)等等)，使其適應(yīng)空氣管線LA和/或設(shè)備S的臨時(shí)要求，這樣使優(yōu)化能量消耗成為可能。
另外，根據(jù)本發(fā)明的連接方法，能在較低運(yùn)行水平上以節(jié)能方式生產(chǎn)空氣組份氣體，因?yàn)橛糜诜蛛x的過(guò)量空氣可以部分地送回到壓縮空氣管網(wǎng)中，同時(shí)也相應(yīng)地減少了用在壓縮空氣管網(wǎng)中的空壓機(jī)的功率消耗。
為此，系統(tǒng)最好設(shè)置成能控制壓縮空氣源，壓縮空氣源能根據(jù)壓力和/或一條或者另一條管線中所需要的流量改變所供空氣的流量，例如關(guān)閉或者停下一些壓縮機(jī)，或者減少其流量。
舉例來(lái)說(shuō)，供給氮?dú)庥玫牡蜏卣麴s型設(shè)備S，采用圖1所示的組合裝置，壓縮機(jī)CO1能補(bǔ)償一對(duì)CO2,CO3壓縮機(jī)中的一臺(tái)故障或維修停機(jī)，在降低的生產(chǎn)水平上進(jìn)行制氮時(shí)，能將投資和空壓機(jī)要安裝的功率減少到接近25％，以及優(yōu)化比能量。
盡管本發(fā)明參照特定的實(shí)施例進(jìn)行描述，這決不是限制于此，在下面權(quán)利要求的范圍中對(duì)于熟悉本專(zhuān)業(yè)的人員來(lái)說(shuō)，它可以進(jìn)行更多的修改和變更。
因此，除了兩個(gè)并列的氣源外，可以采用單個(gè)空氣源如一臺(tái)變速空壓機(jī)，同時(shí)設(shè)有至少一只加壓空氣貯罐，單個(gè)空氣源，如果經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)夭糠纸祲海軌蛞孕枰膲毫ν瑫r(shí)供應(yīng)兩條管網(wǎng)或者其中的一條。同樣，特別是當(dāng)兩條管網(wǎng)所需要的流量接近時(shí)，需要一套大功率的壓縮機(jī)，其最大運(yùn)行壓力大于壓縮空氣管網(wǎng)本身的壓力，它可以按圖2中的方法安裝，同時(shí)帶有一套閥門(mén)，能夠?qū)⒏鞣N壓縮機(jī)生產(chǎn)的空氣引入到一條或者另一條管網(wǎng)中去，因此能減少能量消耗和最大限度地優(yōu)化設(shè)備維修。
另外，盡管通常管線LA和LG供應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)部分通用的設(shè)備，它們也可以在某一特定區(qū)域供應(yīng)一臺(tái)或多臺(tái)相同的設(shè)備，如鍋爐或燃燒裝置，廢物處理裝置，特別是所使用的要供應(yīng)空氣和/或氧氣的臭氧化器，或者是一些采用至少一種空氣組份氣體的通用裝置，或者是使用壓縮空氣的至少一項(xiàng)設(shè)備或儀表，該壓縮空氣通過(guò)干燥型的設(shè)備S，采用膜和/或吸收的方法適當(dāng)?shù)孛撍?br> 權(quán)利要求
1．一種生產(chǎn)壓縮空氣和在至少一臺(tái)空氣處理裝置(S)中分離的至少一種空氣組份氣體的方法，包括如下生產(chǎn)步驟在額定運(yùn)行狀態(tài)下，至少是第一股空氣流和第二股空氣流被分別送到壓縮空氣的供應(yīng)設(shè)備和空氣組份氣體的生產(chǎn)設(shè)備中去；在臨時(shí)運(yùn)行狀態(tài)下，至少將第二股空氣流的一部分送到壓縮空氣的供應(yīng)設(shè)備中。
2．權(quán)利要求1中的方法，其特征在于在臨時(shí)運(yùn)行狀態(tài)下，空氣組份氣體至少部分由該氣體的貯罐(R)供應(yīng)。
3．權(quán)利要求1中的方法，其特征在于在臨時(shí)運(yùn)行狀態(tài)下，第二股空氣流全部分配到壓縮空氣的供應(yīng)設(shè)備中。
4．根據(jù)權(quán)利要求1到3的方法，其特征在于第二股空氣流的壓力可以調(diào)節(jié)。
5．根據(jù)權(quán)利要求1到4中的一個(gè)的方法，其特征在于第一和第二股空氣流基本上具有在同樣的壓力。
6．根據(jù)權(quán)利要求1到4中的一個(gè)的方法，其特征在于第二股空氣流所處的壓力通常高于第一股空氣流的壓力，而且能夠在臨時(shí)運(yùn)行狀態(tài)下至少對(duì)壓縮空氣流的供應(yīng)進(jìn)行有選擇地變更。
7．根據(jù)前面權(quán)利要求中一個(gè)的方法，其特征在于空氣分離設(shè)備(S)至少可以臨時(shí)運(yùn)行在至少一種降低生產(chǎn)水平的狀態(tài)下。
8．根據(jù)前面權(quán)利要求中一個(gè)的方法，其特征在于空氣組份氣體可以是氮?dú)狻?br> 9．根據(jù)前面權(quán)利要求中一個(gè)的方法，其特征在于空氣組份氣體可以是氧氣。
10．根據(jù)前面權(quán)利要求中一個(gè)的方法，其特征在于空氣組份氣體可以是干燥空氣。
11．根據(jù)前面權(quán)利要求中一個(gè)的方法，其特征在于至少一部分壓縮空氣和至少一部分上述空氣組份氣體用于同一臺(tái)消費(fèi)裝置上。
12．一種組合裝置包括至少一臺(tái)壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)(LA)，它至少要與一個(gè)第一類(lèi)的加壓空氣源(CO2、CO3)相連；以及生產(chǎn)和分配至少一種空氣組份氣體的至少一個(gè)系統(tǒng)(LG)，該系統(tǒng)通常至少要與一個(gè)第二類(lèi)的加壓空氣源(CO1)相連；以及至少能夠?qū)⒌诙?lèi)源(CO1)臨時(shí)切向壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)(LA)的設(shè)備(V；D)。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于切換設(shè)備包括用于將空氣組份氣體生產(chǎn)系統(tǒng)(LG)從第二類(lèi)源(CO1)中隔離開(kāi)來(lái)的設(shè)備(V)。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其特征在于隔離設(shè)備包括對(duì)空氣組份氣體生產(chǎn)系統(tǒng)中至少一個(gè)輸出參數(shù)(X)敏感的閥門(mén)設(shè)備。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其特征在于參數(shù)(X)是所生產(chǎn)的空氣組份氣體的流量。
16．根據(jù)權(quán)利要求12到15中的一個(gè)的裝置，其特征在于生產(chǎn)系統(tǒng)(LG)還包括至少一臺(tái)上述空氣組份氣體的貯罐。
17．根據(jù)權(quán)利要求12到16中的一個(gè)的裝置，其特征在于它包括設(shè)施(m)，用于調(diào)節(jié)由氣源(CO1)提供的空氣流的參數(shù)。
18．根據(jù)權(quán)利要求12到17中的一個(gè)的裝置，其特征在于第一類(lèi)和第二類(lèi)氣源(CO1,CO2,CO3)中至少包括有一臺(tái)壓縮裝置。
19．根據(jù)權(quán)利要求17和18的裝置，其特征在于它包括調(diào)節(jié)壓縮裝置(CO1)的設(shè)備(m)。
20．根據(jù)權(quán)利要求12到19中一個(gè)的裝置，其特征在于空氣組份氣體生產(chǎn)系統(tǒng)包括至少一臺(tái)分離裝置(S)，其至少部分是吸附型的。
21．根據(jù)權(quán)利要求12到20中一個(gè)的裝置，其特征在于空氣組份氣體生產(chǎn)系統(tǒng)包括至少一臺(tái)分離裝置(S)，其至少部分是滲透型的。
22．根據(jù)權(quán)利要求12到21中一個(gè)的裝置，其特征在于空氣組份氣體生產(chǎn)系統(tǒng)中包括至少一臺(tái)分離裝置(S)，其至少部分是低溫蒸餾型的。
全文摘要
一個(gè)裝置包括一個(gè)壓縮空氣生產(chǎn)和分配系統(tǒng)(L
文檔編號(hào)F25J3/04GK1227909SQ9910177
公開(kāi)日1999年9月8日 申請(qǐng)日期1999年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月5日
發(fā)明者格維爾·格扎維埃, 奧利維耶·帕特里斯, 威廉莫特·安托萬(wàn), 巴里·萊昂內(nèi)爾 申請(qǐng)人:液體空氣喬治洛德方法利用和研究有限公司