专利名称：工业化氮气生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业化氮气生产工艺。
背景技术：
氮气，在工业生产中，具有广泛的应用价值。现有的氮气、氧气分离工艺普遍存在分离效率低下，分离后的纯度较低等缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种分离效率高、氮气氧气纯度高的工业化氮气生产工艺。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
工业化氮气生产工艺，其特征在于，包括如下步骤:
原料空气进入空气过滤器，滤去尘埃和机械杂质，再进入空气压缩机进行压缩；
压缩后的高压气 体进入空气预冷系统中的空气冷却塔，进行水冷却和洗涤处理，空气冷却塔顶部设有游离水分离装置和防液泛装置，以防止空气中游离水分的带出；
经过空气预冷系统处理的洁净空气进入换热器，被返流的液氮回流液冷却，降温后接近露点的空气进入分馏塔的底端，进行分馏，分馏塔中上升气体与下流液体充分接触传热传质，在分馏塔顶部得到高纯氮气，高纯氮气进入置于分馏塔顶部的冷却蒸发器冷凝，在气氮冷凝至液氮的同时，冷凝蒸发器中的液氧汽化成高纯氧气，通过压缩后充装至钢瓶中或者进入需求的生产线；
一部分液氮作为分馏塔的回流液进行向下流动，以冷却进入换热器的洁净空气；另一部分液氮、分离氧气后的液态空气汇流后被送入精馏塔，通过精馏得到高纯氮气，通过压缩后充装至钢瓶中或者进入需求的生产线。进一步，用于回流的液氮与进入精馏塔的液氮的体积比为1:15 — 25。本发明工业化氮气生产工艺，通过合理的设备排布、预处理方法及设备、以及合理的工艺参数设计，使分离的氮气及氧气的纯度较高，完全满足工业用氮气的需求。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是，仅仅是对本发明构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应视为落入本发明的保护范围。工业化氮气生产工艺，包括如下步骤:
原料空气进入空气过滤器，滤去尘埃和机械杂质，再进入空气压缩机进行压缩。
压缩后的高压气体进入空气预冷系统中的空气冷却塔，进行水冷却和洗涤处理，空气冷却塔顶部设有游离水分离装置和防液泛装置，以防止空气中游离水分的带出。经过空气预冷系统处理的洁净空气进入换热器，被返流的液氮回流液冷却，降温后接近露点的空气进入分馏塔的底端，进行分馏，分馏塔中上升气体与下流液体充分接触传热传质，在分馏塔顶部得到高纯氮气，高纯氮气进入置于分馏塔顶部的冷却蒸发器冷凝，在气氮冷凝至液氮的同时，冷凝蒸发器中的液氧汽化成高纯氧气，通过压缩后充装至钢瓶中或者进入例如玻璃生产等需求的生产线。一部分液氮作为分馏塔的回流液进行向下流动，以冷却进入换热器的洁净空气。另一部分液氮、分离氧气后的液态空气汇流后被送入精馏塔，通过精馏得到高纯氮气，通过压缩后充装至钢瓶中或者进入例如玻璃生产等需求的生产线。其中，用于回流的液氮与进入精馏塔的液氮的体积比为1:15 — 25，优选为1:21.3675，通过实验证实，当体积比达到1:21.3675时，可显著提升分离的气体的纯度、产量，实现分馏和精馏效率的最大化。通过上述生产工艺分离的氮气和氧气的纯度均达到99.9%。另外 ，上述精馏和分流的控制参数可参照现有技术。
权利要求
1.工业化氮气生产工艺，其特征在于，包括如下步骤: 原料空气进入空气过滤器，滤去尘埃和机械杂质，再进入空气压缩机进行压缩； 压缩后的高压气体进入空气预冷系统中的空气冷却塔，进行水冷却和洗涤处理，空气冷却塔顶部设有游离水分离装置和防液泛装置，以防止空气中游离水分的带出； 经过空气预冷系统处理的洁净空气进入换热器，被返流的液氮回流液冷却，降温后接近露点的空气进入分馏塔的底端，进行分馏，分馏塔中上升气体与下流液体充分接触传热传质，在分馏塔顶部得到高纯氮气，高纯氮气进入置于分馏塔顶部的冷却蒸发器冷凝，在气氮冷凝至液氮的同时，冷凝蒸发器中的液氧汽化成高纯氧气，通过压缩后充装至钢瓶中或者进入需求的生产线； 一部分液氮作为分馏塔的回流液进行向下流动，以冷却进入换热器的洁净空气；另一部分液氮、分离氧气后的液态空气汇流后被送入精馏塔，通过精馏得到高纯氮气，通过压缩后充装至钢瓶中或者进入需求的生产线。
2.根据权利要求1所述的工业化氮气生产工艺，其特征在于，用于回流的液氮与进入精馏塔的液氮的体积比为1 :15 — 25。
全文摘要
本发明涉及一种工业化氮气生产工艺。原料空气依次经过空气过滤器、空气压缩机、空气预冷系统中的空气冷却塔、换热器、分馏、冷却蒸发器和精馏，得到高纯氮气(以及高纯氧气)，再通过压缩后充装至钢瓶中或者进入需求的生产线。用于回流的液氮与进入精馏塔的液氮的体积比为115—25。本发明工业化氮气生产工艺，通过合理的设备排布、预处理方法及设备、以及合理的工艺参数设计，使分离的氮气及氧气的纯度较高，完全满足工业用氮气的需求。
文档编号F25J3/04GK103216999SQ201310133418
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月17日 优先权日2013年4月17日
发明者郭建君, 张波 申请人:凤阳徽亨商贸有限公司