CN105637310B - 氧后备方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种用于空气分离设备中的后备供应氧的方法和后备系统，其中在正常操作期间，富氧液体流泵送穿过从缓冲罐延伸至换热器的主流通路，以输送氧产物。缓冲罐接收来自设备的低压塔的底部区域的富氧液体。此外，在正常操作期间，富氧液体流也经由后备流通路引入备用储存罐。在空气分离设备停止操作的临时操作期间，缓冲罐被隔离且液体从缓冲罐经由辅助流通路泵送至辅助汽化器，以继续氧产物的供应，且缓冲罐由先前储存在备用储存罐中的富氧液体再填充。

Description

氧后备方法及系统

技术领域

本发明涉及一种用于空气分离设备中的氧供应的后备方法及系统，其中由空气分离设备的低压塔的富氧液体塔底沉积物构成的液体氧流泵送且然后加热来供应氧。更具体而言，本发明涉及此类方法和系统，其中在空气分离设备的正常操作期间，富氧液体流从连接到低压塔上的缓冲罐泵送，且然后泵送至空气分离设备的换热器，而备选地，在空气分离设备停止操作的临时操作期间，富氧液体流被泵送至辅助汽化器。更具体地，本发明涉及这样的方法和系统，其中在临时操作期间，缓冲罐由先前在正常操作期间储存在备用储存罐中的液体氧再填充。

背景技术

氧经由空气分离设备内的空气的低温分离来供应。如本领域公知那样，空气在此类设备中通过如下来分离：将空气压缩、纯化且冷却至适于其蒸馏的温度且然后在蒸馏塔系统中分离空气。蒸馏塔系统通常使用热联结的高压塔和低压塔。在高压塔内，空气分离成富氮蒸气塔顶馏出物和富氧液体塔底沉积物，其称为釜液或粗液体氧。塔底沉积物在低压塔中进一步提纯来产生富氧液体作为塔底沉积物。塔之间的联结可借助于位于低压塔内的冷凝器重沸器实现，以汽化富氧液体塔底沉积物的一部分，而使高压塔的富氮蒸气冷凝。冷凝的富氮蒸气可用作两个塔的回流，且所产生的加热富氧液体充当低压塔的滚沸物。

氧通过在用于冷却至少一部分空气的换热器内加热由低压塔中产生的富氧液体塔底沉积物构成的富氧流来从空气分离设备供应。在期望氧处于高压的情况下，富氧液体流可在加热之前泵送，以在加热之后产生高压蒸气或超临界流体。在许多应用中，空气分离设备的运营者必须保证氧供应。在某些应用中，即使氧供应的间歇性中断也是不允许的。供应故障可由空气分离设备的正常操作的停止引起，停止可由关键构件(例如，压缩机或涡轮事故停机)的故障引起。在此情况下，空气分离设备变热，且蒸馏塔内的液体落到其底部区域。当设备能够重启时，氧纯度可能不够高而不能在特别协定的应用中使用。如此，即使在设备重启之后，在设备可回到管线中来再次供应氧之前还存在延迟。

为了确保氧在压力下输送，已知将设备内产生的液体氧的一部分累积在远端储存罐或其它储存器内。在临时事件期间，当设备操作中断时，氧可从储存罐泵送至辅助汽化器，以便在临时期间供应氧。通常，一组泵设在空气分离设备的冷箱中，以用于在正常操作期间泵送富氧液体，且还提供了与储存罐相关联的另一组泵，以用于在临时期间泵送富氧液体。这意味较大的资金花费，因为必须购买、操作和维护两组泵和相关联的阀和仪器，且这些泵必须为专用于高压氧服务。

美国专利申请第2008/0184736号中示出了另一种装置。在此情况中，液体从低压塔釜流至外部储存罐，其从外部储存罐泵送且发送至设备的换热器。此类设备设计的问题在于，液体从设备不断输出至储存罐，且连同此输出，热泄漏到用于容纳蒸馏塔和热端的冷箱中引起否则将保持设备平衡的制冷从设备换热器损失。这由以下事实而加重：大液体储存器还容纳了用于在临时期间延长后备的液体，且由于其尺寸而可能定位成离塔冷箱一定距离。因此，此类设施中存在损失，其通过在设备的总体功率消耗增加下供应增大的制冷来补偿。

如将论述那样，本发明提供了一种与空气分离设备结合使用的方法和氧供应系统，其中除其它优点外，可实现的是不使用设备临时事件期间仅与供应氧相关联的额外的泵，且其本身以更大能效的方式操作。

发明内容

本发明提供了一种空气分离设备内的后备的供应氧的方法，其中通过泵送富氧液体构成的液体氧流来产生泵送的液体氧流。富氧液体由空气分离设备的低压塔的下降液体与高压塔的富氮蒸气塔顶馏出物之间的间接热交换产生。泵送的液体氧流被加热来产生氧供应。

在空气分离设备的正常操作期间，富氧液体流至少间断标准地给送至缓冲罐和备用储存罐，备用储存罐容积大于缓冲罐，且位于比缓冲罐离低压塔更远，以便富氧液体累积在缓冲罐中，且富氧液体储存在备用储存罐内作为后备供应。泵送的液体氧流在换热器内加热，换热器用于将空气的至少一部分冷却至适用于其在空气分离设备内的低温精馏的温度。因此，此类汽化在正常操作期间产生了氧供应。

在空气分离设备的临时操作期间，其中空气分离设备停止操作，缓冲罐被隔离，使得缓冲罐不接收富氧液体。此时间期间的液体氧流从缓冲罐泵送来产生泵送的液体氧流，且泵送的液体氧流现在在辅助汽化器内加热来在临时操作期间产生氧供应。缓冲罐由从备用储存罐去除的后备富氧液体流来再填充。该后备流由备用储存罐内的后备供应构成。

由于富氧液体在空气分离设备的正常操作和临时操作的情况下从缓冲罐泵送至设备换热器，故不需要单独的能够输送临时操作期间提供产物输送来从备用储存罐泵送液体氧所需的压力的泵。因此，本发明的实施通过剔除与获得、操作和维护与临时操作中的备用储存罐相关联的单独的高压泵的成本而导致了低成本。尽管如将论述那样，实际上液体通过使用输送泵来从备用储存罐促动，但此泵为低成本物件，其不能泵送富氧液体至一般在加压氧产物的实际供应中需要的输送压力。此外，本发明中存在固有的优于现有技术的能量节省。由于缓冲罐位于比备用储存罐更接近空气分离设备，且具有其较小容积，故本发明中的制冷损失少于现有技术，其中储存后备的富氧液体不断发送至和从位于离空气分离设备一定距离的备用储存罐供应。此外，由于缓冲罐容积小于备用储存罐，故其可位于收纳设备的塔的冷箱中，或利用很短的绝热管路延伸而至少紧挨地置于冷箱外，这也减轻了损失。此外，缓冲罐关于储存罐的邻近和缓冲罐的操作压力意味着在缓冲罐的情况下，从热泄漏和从引导回相应的罐的氧泵的再循环生成的闪蒸蒸气更容易捕集到且返回过程中。

作为优选，在空气分离设备的正常操作期间，缓冲罐不断接收富氧液体流之一，且因此不断将富氧液体累积在缓冲罐内，且液体氧流从缓冲罐泵送来产生泵送的液体氧流。

缓冲罐可连接到低压塔的底部区域上，以接收富氧液体流之一。在空气分离设备的临时操作期间，空气分离设备重启，且在空气分离设备重启期间，来自低压塔的底部区域的不纯液体氧流与液体氧流分开泵送，且随后在换热器中加热，直到在不纯的液体氧流达到生产纯度，其与液体氧流的纯度相等。在获得生产纯度之后，缓冲罐再连接到低压塔上以接收富氧液体流之一，且不纯液体氧流的分开泵送结束。在两个平行流通路内，液体氧流可由主泵泵送，且不纯液体氧流由待用泵泵送。各个平行流通路在一端处，能够有选择地连接到低压塔的底部区域上或备选地连接到缓冲罐上。而在另一端处，能够有选择地连接到换热器上或备选地连接到辅助汽化器上，使得待用泵也能够代替主泵来泵送液体氧，且主泵也能够代替待用泵来泵送不纯液体氧流。待用泵可在空气分离设备的正常操作期间通过使富氧液体的一部分沿再循环通路再循环来持续操作，以便将泵保持在冷准备状态，且使主泵故障的情况中的产物供应的中断最小化。

在本发明的任何实施例中，备用储存罐可连接到缓冲储存罐上，以在空气分离设备的正常操作期间从缓冲罐接收另一富氧液体流。

本发明还提供了一种用于空气分离设备内的后备供应氧的后备系统。根据本发明的该方面，缓冲罐和备用储存罐提供成接收由空气分离设备的低压塔的下降液体与高压塔的富氮蒸气塔顶馏出物之间的间接热交换产生的富氧液体流。备用储存罐具有大于缓冲罐的容积，且位于比缓冲罐离低压塔更远。此外，提供了辅助汽化器、流网络和控制阀系统。

流网络具有主流通路、辅助流通路和后备流通路。主流通路连接到换热器上且包含主泵，换热器用于将空气的至少一部分冷却到适用于其低温精馏的温度，主泵用于泵送液体氧流来产生泵送的液体氧流，且将泵送的液体氧流引入换热器中来加热泵送的液体氧流。辅助流通路在换热器与主泵之间的主流通路和辅助汽化器之间延伸，以备选地加热泵送的液体流，且由此供应氧。后备流通路在缓冲罐与备用储存罐之间延伸，且包含输送泵来将后备富氧液体流泵送至缓冲罐，且从而用富氧液体再填充缓冲罐。

控制阀系统能够有选择地触动，使得在空气分离设备的正常操作期间，富氧液体流至少间断标准地给送至缓冲罐，以及备用储存罐，以便富氧液体累积在缓冲罐中，且富氧液体储存在备用储存罐内作为后备供应，且泵送的液体氧流在主流通路中产生，且在换热器中加热来供应氧。在空气分离设备的临时操作期间，其中空气分离设备停止操作，控制阀系统能够有选择地触动，使得缓冲罐被隔离，以便其不接收富氧液体，泵送的液体氧流在辅助汽化器中汽化来供应氧，且缓冲罐通过输送泵的使用经由后备流通路以后备流再填充。

作为优选，主流通路从缓冲罐延伸至换热器。此外，控制阀系统能够有选择地触动，使得在空气分离设备的正常操作期间，缓冲罐不断接收富氧液体流之一，且富氧液体流因此不断累积在缓冲罐中，且液体氧流由主泵从缓冲罐泵送来产生泵送的液体氧流。

缓冲罐可连接到低压塔的底部区域上，以接收富氧液体流之一。在空气分离设备的临时操作期间，空气分离设备可重启。出于此目的，流网络具有后备流通路，其在低压塔的底部区域到换热器之间延伸，且包含能够触动的待用泵，使得在空气分离设备的重启期间，来自低压塔的底部区域的不纯液体氧流与液体氧流分开泵送，且随后在换热器中加热，直到在不纯液体氧流达到生产纯度，即与液体氧流的纯度相等。在此实施例中，控制阀系统能够有选择地触动，以便在缓冲罐被隔离时后备流通路能够连接到低压塔的底部区域和换热器上，且备选地，当达到生产纯度且空气分离设备的正常操作恢复时，后备流通路能够与低压塔的底部区域以及换热器隔离。作为优选，主动流通路和后备流通路为两个平行的流通路，其分别在一端处在低压塔的底部区域与缓冲罐，而在另一端处，在换热器与辅助流通路之间延伸。在该实施例中，控制阀系统能够有选择地连接低压塔的底部与换热器，缓冲罐与换热器，以及缓冲罐与辅助流通路之间的两个平行流通路的中的各个，使得待用泵也能够替代主泵泵送液体氧，且主泵也能够替代待用泵泵送不纯液体氧流。再循环通路连接到后备通路上，使得待用泵能够在空气分离设备的正常操作期间通过富氧液体的部分沿再循环通路的再循环来持续操作。

作为优选，在缓冲罐在正常操作期间不断累积富氧液体的情况下，控制阀能够有选择地触动，以便备用储存罐在空气分离设备的正常操作期间接收来自缓冲罐且穿过后备流通路流动的另一富氧液体流来储存富氧液体。

附图说明

尽管说明书由清楚地指出申请人认作是其发明的主题的权利要求来总结，但相信在参照附图时将更好理解本发明，在附图中，仅有的附图为并入了用于执行根据本发明的方法的后备系统的空气分离设备的区段示意图。

具体实施方式

参看唯一附图，示出了空气分离设备1的相关设备，根据本发明的后备系统并入该设备中。如本领域中公知的空气分离设备1并入有低压塔10，其借助于位于低压塔10的底部区域14中的冷凝器重沸器12与未示出的高压塔热整合。实际上，由高压塔的塔顶馏出物构成的富氮蒸气流16在冷凝器重沸器12内冷凝，以产生液氮流18。液氮流18用于形成高压塔且通常是低压塔的液氮回流。此外，一些液体可认作是产物或泵送至高压，且加热来输送高压气态产物。还如公知那样，高压塔产生粗富氧液体，其也称为釜液，其在低压塔10中进一步提纯。这样进一步提纯产生了下降的液体，其在其在塔中下降时甚至更富有氧。在所示实施例中，此液体收集在釜中，以与富氮蒸气流16间接交换热。未汽化的剩余液体收集在塔釜中，产生富氧液体作为富氧液体塔底沉积物20。

将理解的是，尽管空气分离设备1至此都结合低压塔10一起描述，但实际上，冷凝器重沸器12可位于壳内、与低压塔10分离，但连接到低压塔10上，以使剩余富氧液体和滚沸物回到低压塔。在使用位于壳中的单独的冷凝器重沸器12或使用位于低压塔的底部区域中的冷凝器重沸器的情况中，富氧液体由于高压塔中产生的富氮蒸气塔顶馏出物与低压塔10中的粗液体氧的进一步提纯引起的下降液体之间的间接热交换而形成。

空气分离设备1并入有后备系统，其将允许在设备的正常操作期间，或备选地在空气分离设备1停止操作的临时操作状态期间允许氧产物的输送。后备系统具有缓冲罐22、备用储存罐24、辅助汽化器26和连接这些构件且具有控制阀的流网络，以在正常和临时操作状态期间沿流网络的流通路引导富氧液体。流网络的流通路包括主流通路28、辅助流通路30和后备液体流通路32。此外，待用流通路34可选地可被包括在流网络内。

更具体而言，主流通路28在缓冲罐22与换热器36之间延伸，且后备液体流通路32在缓冲罐22与备用储存罐24之间延伸。空气分离设备的正常操作期间，富氧液体流借助于导管38输送至缓冲罐22，且通过后备流通路32输送至备用储存罐24。结果，富氧液体累积在缓冲罐22中，且富氧液体储存在备用储存罐24内作为后备供应。将注意的是，备用储存罐24具有大于缓冲罐22的容积，且位于比缓冲罐22离低压塔10更远。在此方面，备用储存罐尺寸确定成在通常大约12到72小时的时间段内满足客户需求。缓冲罐尺寸确定成以便允许足够的时间来确保输送泵74可准备好和启动，通常未0.5到2小时。这允许了缓冲罐22位于空气分离设备1的冷箱中，这由虚线和箭头"A"示出。如现有技术已知那样，为了使热泄漏最小化，蒸馏塔、管路和设备一般将位于本领域中称为冷箱的绝热封壳中，以使进入此构件的环境热泄漏最小化。将注意的是，缓冲罐22可位于冷箱外。然而，这将需要包围缓冲罐22的单独绝热体来使此罐绝热。在此情况下，缓冲罐22将位于紧邻低压塔10，以使管路延伸长度最小化且因此减少损失。备用储存罐24定位成比缓冲罐22离低压塔10更远的距离。因此，备用储存罐24将单独绝热，且形成后备流通路32的管路将并入有绝热体。

累积在缓冲罐22中的富氧液体从缓冲罐22不断排出，且沿主流通路28流至换热器36。主流通路28包含主泵40，且由导管42,44,46和48形成。由容纳在缓冲罐22中的富氧液体形成的液体氧流由主泵40泵送来产生泵送的液体氧流，其在换热器36中加热来产生压力下的产物氧流，其可供应至如图所示的管线，或需要高压氧的其它应用。在此方面，如果氧由主泵40加压到超临界压力，则氧产物将在换热器36内加热到环境温度时成为超临界流体。如果加压到亚临界压力，汽化将发生来将氧产物提供为压力下气体。换热器36用于将空气的至少一部分冷却至适用于其蒸馏的温度。通常，其将为平行设置的硬钎焊铝翅片构造的一系列此类换热器。在液体氧流泵送至超临界压力的情况下，换热器可与设计成在泵送氧流的高压和供应至用于高压塔用于蒸馏的空气的相对较低压力下操作的换热器组合。在此情况下，换热器36将为设计成在高压下操作的换热器。

主流通路28包含阀50,52, 58, 56和58，其所有设置在开启位置，以允许泵送的液体氧流流至换热器36。阀60和62也设置在开启位置，以允许氧产物输送至管线或其它应用。阀50,54和56一般设置在开启位置，但可在设备(例如，主泵40)维护期间出于隔离目的关闭。

后备流通路32并入有导管64,66和68来将富氧液体供应至备用储存罐24。然而，将理解的是，在正常操作期间，富氧液体仅需要供应到使备用储存罐24保持填充满液体；且因此，此供应通常是间断标准的。在此方面，在供应期间，控制阀70和72出于此目的设置在开启位置。后备流通路32还设计成在空气分离单元1的临时操作期间供应储存在备用储存罐24中的富氧液体。出于此目的，输送泵74提供成将后备的富氧液体流泵送至缓冲罐22。输送泵74借助于具有阀80,82和84的导管76和78设置在导管64与备用储存罐24之间，阀将在此临时操作时间期间被设置在开启位置，以将后备富氧液体流输送至缓冲罐22。除前文外，再循环回路由分别具有控制阀90和止回阀92的导管86提供。在正常操作期间，输送泵74将通过使富氧液体沿此再循环回路再循环而往返于液体储存罐24来在冷状态中持续操作。在此再循环期间，阀84应当设置在关闭位置。除前文外，后备流通路32还可并入有导管94和控制阀96，其可设置在开启位置以将多余的富氧液体供应至排放汽化器98来弃置。

在空气分离设备1例如由于关键构件如主空气压缩机故障而不再运行的临时期间，通过泵送液体氧流产生的泵送液体氧经由辅助流通路供应至辅助汽化器26，辅助流通路借助于导管100在辅助汽化器26与在换热器36与主泵40之间的主流通路28之间延伸。泵送的液体氧在辅助汽化器26中汽化，绕过换热器36。在所示实施例中，由于氧产物需供应至管线，故导管102和104将出于此目的提供。导管104可包含控制阀106,108和110。如图所示，控制阀106和108在平行的流通路中，且可在流通路之一中的管路故障时设置在关闭位置。控制阀110将设置在开启位置，以在临时期间供应氧产物。为了将泵送的液体氧适当地发送至辅助汽化器26，换热器36至少首先通过将控制阀60和62设置在关闭位置且将控制阀112设置在开启位置来隔离。下文将论述的控制阀114设置在关闭位置。在所示实施例中，辅助汽化器26供有蒸汽114，以在其换热器116内加热泵送的富氧液体。结果，蒸汽冷凝来形成冷凝物，其作为冷凝物流118排放。控制阀120和124可出于此目的设置在开启位置，且在正常操作恢复时回到关闭位置。

在临时操作时间期间，输送阀74将后备富氧液体流从备用储存罐24泵送至缓冲罐22，以不断向缓冲罐22再填充液体氧。阀70,84,82和80出于此目的设置在开启位置，且阀90,72和96设置在关闭位置。同时，阀126关闭，以使缓冲罐22隔离，以便其不再从低压塔10接收富氧液体。这特别重要，因为在空气分离设备1故障期间，保持在低压塔内的液体将落至低压塔10的底部，而不会富集由此引起釜液变得过于不纯而不能用于产物产生。

如将认识到的那样，空气分离设备1是否可在临时时间间隔期重启当然将取决于故障的范围和影响。然而，在空气分离设备1将在备用储存罐24内的所有后备富氧液体消耗之前重启的情况下，由空气分离设备1产生的氧将足够满足惯常的客户纯度标准。为了允许氧纯度满足此标准，不纯的液体氧流由待用流通路34内的待用泵128泵送，该通路34从低压塔10的底部区域延伸至换热器36，且由导管130,132,134和136构成。阀138, 140, 142,144和146设置在开启位置。阀60也连同通向排出口84的阀80设置在开启位置。阀62保持设置在关闭位置。这导致来自低压塔10的底部的不纯液体氧流由待用泵128加压，在换热器36中汽化且经由排出口84排出。当在不纯液体氧流中的纯度达到等于生产纯度时，正常操作恢复，且缓冲罐22又连接到低压塔10上。然而，不纯液体氧流输送至换热器允许换热器36中实现到来空气的低温温度，且因此到来空气冷却至低温温度对于将传导的空气的蒸馏和空气分离设备的重启是必须的。

待用泵128的增加的优点在于，流回路可设计成使得主流通路28和待用流通路34为平行流通路，其可彼此切换，且因此待用泵128可用作主泵40的后备。为此，待用流通路34可并入有在辅助槽22与待用流通路之间延伸的导管158。导管158内的阀160和162可开启，以允许待用泵128在主泵40故障时将泵送的液体氧经由待用流通路34提供至换热器36，或备选地，至辅助汽化器26。在使用待用泵128的情况中，在正常操作时，阀160和162将设置在开启位置，阀58将关闭，且阀146将设置在开启位置，以允许由待用泵128产生的泵送的液体氧在换热器36中汽化。将注意的是，阀160为隔离阀，且因此一般设置在开启位置，除非设备出于维护目的隔离的情况。备选地，在临时操作的情况下，阀146,58和112将设置在关闭位置，且阀114将设置在开启位置，以允许待用泵128将泵送的液体氧供应至辅助流通路30和辅助汽化器26。主泵40还通过并入在主流通路48内的导管164来替代待用泵128，通路48提供在低压塔10的底部区域14与主泵40之间的连通。在主泵40用作待用泵128的情况下，设在导管164中的阀168和170可出于此目的设置在开启位置。另外，阀168为隔离阀，其通常设置在开启位置。

将注意的是，导管164和阀168允许在空气分离设备1的正常操作期间液体从低压塔10的底部区域14不断泵送至换热器36。在此情况下，缓冲罐22将仅累积液体来在设备故障的情况下保持累积液体的待用供应。因此，富氧液体流将以间断标准流至缓冲罐22，以保持累积液体的稳定供应。在此故障期间，阀168将设置在关闭位置，且阀50和52将重置在开启位置，以允许累积在缓冲罐22内的液体由主泵40泵送。来自备用储存罐24的液体将用于以上文所述的方式再填充缓冲罐22。此外，在本发明的另一个可能实施例中，分开的管线可提供至导管64，以向备用储存罐24供应直接来自低压塔10的底部区域14的富氧液体。

优选的是，待用泵128能够在主泵40故障的情况下立即从主泵40接管泵送任务。这可通过以再循环模式不断操作待用泵128来实现，以便其保持在低温下。在所示实施例中，这通过液体在其中循环的再循环流通路实现。该再循环流通路由连接到待用流通路34上的导管172和将导管172连接到缓冲罐22的顶部空间的导管174提供。当导管172内的阀176连同阀160和162设置在开启位置时，富氧液体流将在此再循环通路中从缓冲罐22流至导管158，穿过泵128且然后经由导管172和174回到缓冲罐22。主泵40也能够在再循环模式中工作，且因此，导管178连接到主流通路28上，且导管180连接到导管178和缓冲罐22的顶部空间上。设在导管180中的阀182可出于此目的设置在开启位置。这将在泵40为后备泵时使用或用于根据其泵特征曲线控制泵40的流和排放压力。待用泵128的流和排放压力的控制可类似地利用导管174和阀176来实现。

再一个应用由所示的流网络提供。如图所示，导管172和178分别设有控制阀184和186。这些导管终止在低压塔10中。当阀184或阀186设置在开启位置且相关联的泵操作时，即，待用泵128或主泵40，液体将从缓冲罐22泵送回低压塔10。同时，液体将从备用储存罐24经由如上文所述的后备流通路32加至缓冲罐22。在操作的液体协助模式中将要做的是将制冷加回到低压塔10中，例如在由于用于向空气分离设备1供应设备制冷的涡轮膨胀器的故障或维护引起给予设备的制冷不足的情况下。此外，此液体将在启动过程的冷却阶段期间在启动期间从环境加入。

重要的是，无论何时，在主泵40和待用泵128的吸入侧处一直存在足够的压力。这可通过将来自主泵40经由阀182和/或来自后备泵128经由阀176的再循环流的一部分或全部提供回缓冲罐来实现，由此由泵送液体穿过阀产生的闪蒸蒸气将蒸气提供至缓冲罐22的顶部空间。此外，如果控制使得再循环流直接发送回低压塔或者在再循环流的蒸气仍然不足够，则压力可通过使用连接到缓冲罐22上的环境压力累积回路来在罐内生成，压力累积回路采用源自缓冲罐22的底部通向其顶部空间的大气汽化器188形式且由导管200提供。控制阀202提供成修整此流回路内的流。富氧液体流由汽化器188汽化，以提供蒸汽，蒸汽加回缓冲罐的顶部空间来用于加压目的。替代前文或除前文之外，由缓冲罐的高度形成的重力压头可用于供应所需的吸入压力，但不能保证该吸入压力。缓冲罐内的超压可经由导管204和206排回低压塔。导管206中的阀208可出于此目的设置在开启位置。如果压力过大，则过多蒸气可在将排出管线210内的阀212设置在开启位置时仅经由连接到导管204上的排出管线210排出。

尽管已经参照优选实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将想到的是，可制作出许多改变、添加和省略，而不脱离如所附权利要求中提出的本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种空气分离设备中的后备供应氧的方法，所述方法包括：

泵送所述空气分离设备的低压塔的下降液体与高压塔的富氮蒸气塔顶馏出物之间的间接热交换产生的富氧液体构成的液体氧流，以产生泵送的液体氧流，且加热所述泵送的液体氧流来产生氧供应；

在所述空气分离设备的正常操作期间：

至少以间断标准将富氧液体流给送至缓冲罐和容积大于所述缓冲罐，且位于比所述缓冲罐离所述低压塔更远的备用储存罐，以便富氧液体累积在所述缓冲罐中，且富氧液体储存在所述备用储存罐内作为后备供应；以及

在换热器内加热所述泵送的液体氧流，从而在所述正常操作期间产生氧供应，所述换热器用于将空气的至少一部分冷却至适于其在所述空气分离设备内低温精馏的温度；以及

在所述空气分离设备停止操作的所述空气分离设备的临时操作期间：

隔离所述缓冲罐使得所述缓冲罐不再接收富氧液体；

泵送来自所述缓冲罐的液体氧流来产生所述泵送的液体氧流，且在辅助汽化器内加热所述泵送的液体氧流，以在所述临时操作期间产生氧供应；以及

用从所述备用储存罐移出的富氧液体的后备流来再填充所述缓冲罐，所述后备流由所述备用储存罐内的后备供应构成。

2.根据权利要求1所述的空气分离设备中的后备供应氧的方法，其特征在于，在所述空气分离设备的正常操作期间，所述缓冲罐不断接收富氧液体流之一，且因此不断将富氧液体累积在所述缓冲罐内，且所述液体氧流从所述缓冲罐泵送来产生所述泵送的液体氧流。

3.根据权利要求2所述的空气分离设备中的后备供应氧的方法，其特征在于：

在所述空气分离设备的正常操作期间，所述缓冲罐连接到所述低压塔的底部区域上，以接收富氧液体流之一；

在所述空气分离设备的临时操作期间，所述空气分离设备被重启；

在所述空气分离设备重启期间，来自所述低压塔的底部区域的不纯液体氧流与所述液体氧流分开泵送，且随后在所述换热器中加热，直到所述不纯液体氧流达到等于所述液体氧流的纯度的生产纯度；以及

在达到生产纯度之后，所述缓冲罐再连接到所述低压塔的底部区域上，以接收富氧液体流之一，且结束所述不纯液体氧流的分开泵送。

4.根据权利要求3所述的空气分离设备中的后备供应氧的方法，其特征在于：

在两个平行流通路内，所述液体氧流由主泵泵送，且所述不纯液体氧流由待用泵泵送，所述两个平行流通路各自在一端处能够有选择地连接到所述低压塔的底部区域上，或备选地，所述缓冲罐上，且在另一端处能够有选择地连接到所述换热器上，或备选地，所述辅助汽化器上，使得所述待用泵也能够替代所述主泵泵送液体氧，且所述主泵也能够替代所述待用泵送所述不纯液体氧流；以及

所述待用泵在所述空气分离设备的正常操作期间通过使富氧液体的一部分沿再循环通路再循环来持续操作。

5.根据权利要求2或4所述的空气分离设备中的后备供应氧的方法，其特征在于，在所述空气分离设备的正常操作期间，所述备用储存罐连接到所述缓冲罐上，以接收来自所述缓冲罐的另一富氧液体流。

6.一种空气分离设备内的后备氧供应的后备系统，所述供应系统包括：

缓冲罐和备用储存罐，所述缓冲罐和备用储存罐适于接收由所述空气分离设备的低压塔的下降液体与高压塔的富氮蒸气塔顶馏出物之间的间接热交换产生的富氧液体流；

所述备用储存罐容积大于所述缓冲罐，且位于比所述缓冲罐离所述低压塔更远；

辅助汽化器；

流网络，其具有主流通路、辅助流通路和后备流通路；

所述主流通路连接到换热器上且包含主泵，所述换热器用于将空气的至少一部分冷却到适用于其低温精馏的温度，所述主泵用于泵送由富氧液体构成的液体氧流来产生泵送的液体氧流，且将所述泵送的液体氧流引入换热器中来加热所述泵送的液体氧流；

所述辅助流通路在所述换热器与所述主泵之间的主流通路和所述辅助汽化器之间延伸，以备选地加热所述泵送的液体流，且由此供应氧；

所述后备流通路在所述缓冲罐与所述备用储存罐之间延伸，且包含输送泵来将富氧液体的后备流泵送至所述缓冲罐，且从而用富氧液体再填充所述缓冲罐；以及

所述流网络内的控制阀系统，所述控制阀系统能够有选择地触动，使得：

在所述空气分离设备的正常操作期间，富氧液体流至少以间断标准给送至所述缓冲罐和所述备用储存罐，使得富氧液体累积在所述缓冲罐中，且富氧液体储存在所述备用储存罐内作为后备供应，并且泵送的液体氧流在所述主流通路中产生，且在所述换热器中加热来供应氧；以及

在所述空气分离设备停止操作的所述空气分离设备的临时操作期间，所述缓冲罐被隔离，使得所述缓冲罐不再接收富氧液体，所述辅助流通路连接到所述主流通路上，使得所述液体氧流由所述主泵从所述缓冲罐泵送至所述辅助汽化器，且所述泵送的液体氧流在所述辅助汽化器中汽化以供应氧，且使用所述输送泵用后备流通过所述后备流通路来再填充所述缓冲罐。

7.根据权利要求6所述的空气分离设备内的后备氧供应的后备系统，其特征在于：

所述主流通路从所述缓冲罐延伸至所述换热器；

所述控制阀系统能够有选择地触动，使得在所述空气分离设备的正常操作期间，所述缓冲罐不断接收富氧液体流之一，且富氧液体不断累积在所述缓冲罐中，且所述液体氧流由所述主泵从所述缓冲罐泵送来产生所述泵送的液体氧流。

8.根据权利要求7所述的空气分离设备内的后备氧供应的后备系统，其特征在于：

所述缓冲罐连接到所述低压塔的底部区域上，以接收富氧液体流之一；

在所述空气分离设备的临时操作期间，所述空气分离设备重启；

所述流网络具有待用流通路，其在所述低压塔的底部区域到所述换热器之间延伸，且包含能够触动的待用泵，使得在所述空气分离设备的重启期间，来自所述低压塔的底部区域的不纯液体氧流与液体氧流分开泵送，且随后在所述换热器中加热，直到所述不纯液体氧流达到等于所述液体氧流的纯度的生产纯度；以及

所述控制阀系统能够有选择地触动，使得在所述缓冲罐被隔离时，所述待用流通路能够连接到所述低压塔的底部区域和换热器上，且备选地，当达到所述生产纯度且所述空气分离设备的正常操作恢复时，所述待用流通路能够与所述低压塔的底部区域以及所述换热器隔离。

9.根据权利要求8所述的空气分离设备内的后备氧供应的后备系统，其特征在于：

所述主动流通路和所述待用流通路为两个平行的流通路，各自在一端处、所述低压塔的底部区域与所述缓冲罐以及另一端处、所述换热器与所述辅助流通路之间延伸；

所述控制阀系统能够有选择地连接所述低压塔的底部与所述换热器，所述缓冲罐与所述换热器，以及所述缓冲罐与所述辅助流通路之间的两个平行流通路的中的各个上，使得所述待用泵还能够替代所述主泵泵送液体氧，且所述主泵还能够替代所述待用泵泵送所述不纯液体氧流；以及

再循环通路连接到所述待用通路上，使得所述待用泵能够在所述空气分离设备的正常操作期间通过使富氧液体的部分沿再循环通路再循环来持续操作。

10.根据权利要求7或8所述的空气分离设备内的后备氧供应的后备系统，其特征在于，所述控制阀系统能够有选择地触动，使得所述备用储存罐接收来自所述缓冲罐且穿过后备流通路的另一富氧液体流，以在所述空气分离设备的正常操作期间储存富氧液体。