交换器8内部。热交换器8内部结构分为压缩气体管路、笑气格和驰放气格，并且互不相通，此外，热交换器8设置有下部侧开口与上部侧开口，其顶部热端温差为5 V，管道通过热交换器8，使净化气体发生热交换，释放热量，温度降低到约为25°C成为临界状态气体。
[0047]分馏塔的壁外设置节流阀9。分馏塔10与热交换器8之间设置有膨胀机11，与热交换器8的下部侧开口连接，热交换器8的上部侧开口与分子筛纯化器7的上部连接。含有液态N20的过冷流通过分馏塔10的上侧入口进入到分馏塔10内进行分馏，塔顶排放以N2为主的气体，向上经过分馏塔的气液分离器，进入到膨胀机11内进行膨胀制冷，再通过热交换器8的下部侧开口进入到热交换器8内，使其复热，作为再生气体，进入到分子筛纯化器7中进行再生，再生结束时，余量放空，实现了气体以及气体能量的充分利用，节能减排，每收集一吨N20相当于处理310吨C02，不会污染环境。
[0048]气体收集装置为气体贮存器，该气体贮存器为与汇流排13相连的气瓶或者低温储槽14，其中汇流排13入口管道通过热交换器8以及低温液体栗12与分馏塔10底部的热端出口连接，当液态N20从分馏塔10热端出口流出后，经过低温液体栗12加压至lOMPa，被送入置于热交换器8中的管道中，液态N20升温至25°C左右，通过管道输送至与汇流排13相连的气瓶中常温贮存，成为常温液态N20产品。或者液态N20直接从分馏塔10底部出口被输送到低温储槽14中，实现液态N20的低温贮存，成为低温液态N20产品，汇流排13与低温储槽14可以同时存在，或者只用其中一种，可以根据需要设定。上述装置收集的N20，其纯度可按设计要求达达到99.0% -99.9999%。
[0049]利用该设备将尾气逐步除杂，初步化学除杂的气体经过热交换器降温形成气液混合的临界状态的原料气，在分馏塔内进行分馏，将原料气的N20纯化收集，将其他气体送入分子筛纯化器中形成再生气体，节能减排，每收集1吨N20相当于处理310吨C02 ;提取精制过程安全，并且实现了收集高纯度的N20，其纯度可达到99.9999%,高纯N20气体的成本降低至300-500元/吨，产量高，成本低，满足国内生产以及各行各业的需求。
[0050]如图2所示，其为本发明中从石化工业尾气中提取精制液晶(TFT-1XD)制造用N20的工艺路径图，从图中可知，该方法包括如下步骤:
[0051]1)利用前级尾气不低于0.1兆帕的管道压力，使原料气流经酸洗塔去除NH3;流经碱洗塔去除0)2和N0 2;流经水洗塔去除残余碱液和机械杂质；流经缓冲罐排除游离水分；
[0052]2)经气体压缩机和冷却器压缩冷却至3.0MPa，30°C，经分子筛纯化器去除微量H20、C2H2、N0、C0以及含S和C1等元素的杂质气，净化后进入热交换器交换热能形成临界状态，由节流阀节流降压至1.8MPa，降温至230K送入分馏塔低温精馏；
[0053]3)被分离出的驰放气由分馏塔顶冷端出口进入膨胀机膨胀制冷后，压力降到0.05MPa，通过热交换器驰放气格复热至25°C以上为分子筛纯化器吸附剂再生，富余气体直接放空;
[0054]4)精制后的N20积聚在250K温度的分馏塔底端，经热端出口被引入低温储槽，成为低温液态笑气产品；或者经低温液体栗加压至8?lOMPa，通过热交换器笑气格复热至25°C以上，经汇流排充装至气瓶内，成为常温液态N20产品。
[0055]利用该设备及该方法将含笑气尾气逐步除杂，初步化学除杂的气体经过热交换器8降温形成气液混合状态的临界状态气体，利用在分馏塔10内进行分馏，将过冷流中的N20液化并纯化收集，将其他气体送入分子筛纯化器7形成再生气体，余量直接放空，节能减排，对空气无污染，并且实现了收集高纯度的N20，其纯度达到99.9999%。
[0056]以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种从石化工业尾气中提取精制n20的设备，其特征在于，包括: 化学净化装置、压缩冷却装置、物理净化装置、气体分离装置以及气体收集装置，并且依次通过管道连接； 所述压缩冷却装置包括压缩机(5)和水冷却器￠)，通过管道连接； 所述物理净化装置包括至少两个交替使用的分子筛纯化器(7); 所述气体分离装置包括热交换器(8)、节流阀(9)、分馏塔(10)与膨胀机(11); 所述分馏塔(10)与所述节流阀(9)串联； 所述膨胀机(11)设置在所述热交换器(8)与所述分馏塔(10)之间； 所述分馏塔(10)的顶部设置有冷端出口，其底部设置有热端出口 ； 所述分子筛纯化器(7)上端出口连接的所述管道穿过所述热交换器(8); 所述气体收集装置为气体贮存器。2.根据权利要求1所述的从石化工业尾气中提取精制N20的设备，其特征在于，所述化学净化装置包括酸洗塔(1)、碱洗塔(2)、水洗塔(3)和缓冲罐(4)，并且依次连接。3.根据权利要求1所述的从石化工业尾气中提取精制N20的设备，其特征在于，所述气体贮存器为汇流排(13)相连的气瓶和/或低温储槽(14)。4.根据权利要求3所述的从石化工业尾气中提取精制N20的设备，其特征在于，所述汇流排(13)通过所述热交换器(8)以及低温液体栗(12)与所述热端出口连接。5.根据权利要求3所述的从石化工业尾气中提取精制N20的设备，其特征在于，所述低温储槽(14)与所述热端出口连接。6.根据权利要求1所述的从石化工业尾气中提取精制N20的设备，其特征在于，所述膨胀机(11)与所述热交换器(8)的下部侧开口连接。7.一种利用权利要求1-6任一所述的设备从石化工业尾气中提取精制N 20的方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)利用前级尾气不低于0.1兆帕的管道压力，使原料气流经酸洗塔(1)去除NH3;流经碱洗塔⑵去除C0jPN02;流经水洗塔(3)去除残余碱液和机械杂质；流经缓冲罐⑷排除游离水分； 2)经气体压缩机(5)和冷却器(6)压缩冷却至3.0MPa，30°C，经分子筛纯化器(7)去除微量的H20、C2H2、N0、C0以及含S和C1元素的杂质气，净化后进入热交换器⑶交换热能形成临界状态，由节流阀(9)节流降压至1.8MPa，降温至230K送入分馏塔(10)低温精馏； 3)被分离出的驰放气由分馏塔(10)顶冷端出口进入膨胀机(11)膨胀制冷后，压力降到0.05MPa，通过热交换器(8)的驰放气格复热至25°C以上为分子筛纯化器(7)吸附剂再生，富余气体直接放空； 4)精制后的队0积聚在250K温度的分馏塔(10)底端，经热端出口被引入低温储槽(14)，成为低温液态笑气产品；或者经低温液体栗(12)加压至8?lOMPa，通过热交换器(8)笑气格复热至25°C以上，经汇流排(13)充装至气瓶内，成为常温液态队0产品。8.根据权利要求7所述的从石化工业尾气中提取精制N20的方法，其特征在于，所述分馏塔(10)热端温度设为250K，其冷端温度设为230K。9.根据权利要求7所述的从石化工业尾气中提取精制N20的方法，其特征在于，所述分馏塔(10)的工作压力为1.5MPa。
【专利摘要】本发明公开了一种从石化工业尾气中提取精制N2O的设备，包括化学净化装置、压缩冷却装置、物理净化装置、气体分离装置以及产品收集装置，并且依次通过管道连接；压缩冷却装置包括压缩机和水冷却器，物理净化装置为分子筛纯化器，气体分离装置包括热交换器、节流阀、分馏塔与膨胀机；气体收集装置为气体贮存器。此外，提供一种利用上述设备提取精制N2O的方法，原料气经过化学净化、除尘除水、压缩冷却、物理净化、低温精馏得到N2O产品。本发明不仅节能减排，比N2O传统制备工艺成本低，产能高，安全系数大提高。具有工艺独特，可操作性强，制备出的N2O产品纯度高，可满足市场需求并出口国外。
【IPC分类】C01B21/22
【公开号】CN105271144
【申请号】CN201510654630
【发明人】王云飞, 袁年武, 王美兰, 杨刘月, 王雪婵, 牛海亮, 王立学, 金树会, 刘泉鸿
【申请人】山东金博环保科技有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月10日