节能型低温空气分离制氮设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了节能型低温空气分离制氮设备，包括冷箱、设在冷箱内的精馏塔、主换热器、增压透平膨胀机、设在精馏塔上端的主冷凝蒸发器，本实用新型增加了增压透平膨胀机组，最大限度利用膨胀机输出功率的同时避免由于氮气增压而导致氮气温度高的问题，减少了增压端后冷却器，充分有效的利用了能量，能耗降低非常显著，且可在不产液体的情况下避免大量污氮气膨胀导致空气量含湿量增加的问题，避免由于产液而增加设备投资。
【专利说明】
节能型低温空气分离制氮设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及氮气制造设备的技术领域，具体涉及节能型低温空气分离制氮设备。
【背景技术】
[0002]目前氮气产品需求量越来越大，特别是小型制氮装置的能耗很难降低，如何降低制氮装置能耗至关重要。氮气产品要求压力越高，氮气的提取率越差，压力污氮的量就越大，目前的一般做法是压力污氮气部分膨胀，其余压力污氮气节流，膨胀机的输出功增压原料空气或采用风机制动放空，没有充分利用膨胀机的输出功。液空不过冷，或是采用主冷出来的富氧气过冷。采用常规的流程制氮装置能耗较高，特别是在小型制氮装置不产液氮的情况下，制氮装置的流程已经成型，制氮装置的单耗更难降低。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种节能型低温空气分离制氮设备。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是:
[0005]节能型低温空气分离制氮设备，包括冷箱、设在冷箱内的精馏塔、主换热器、增压透平膨胀机、设在精馏塔上端的主冷凝蒸发器，其特征在于:所述的主换热器设有空气进入口和空气输出口，所述的空气输出口和精馏塔相连，精馏塔顶部设有氮气输出口，该氮气输出口经过主换热器并与增压透平膨胀机增压端相连，增压透平膨胀机增压端经过主换热器与氮气产品输出口相连，精馏塔底部富氧液空输出口经过主换热器与主冷凝蒸发器相连，主冷凝蒸发器的输出端经过主换热器与增压透平膨胀机膨胀端相连，增压透平膨胀机膨胀端经过主换热器与污氮气输出口相连。
[0006]作为优选，所述的增压透平膨胀机为I个或I个以上。
[0007]本实用新型中，空气处于过热状态进入精馏塔，有利于精馏塔的精馏，提高氮气提取率，增压透平膨胀机利用输出功增压出精馏塔的氮气，降低了装置空压机，精馏塔的操作压力，空压机的能耗得以降低，精馏塔的分离效果提高，得以提高氮气提取率，氮气增压之后经主换热器复热出冷箱，最大限度利用膨胀机输出功率的同时避免由于氮气增压而导致氮气温度高的问题，减少了增压端后冷却器，充分有效的利用了能量，能耗降低非常显著，本装置可在不产液体的情况下避免大量污氮气膨胀导致空气量含湿量增加的问题，避免由于产液而增加设备投资。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的流程不意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图和实例对本实用新型做进一步说明。
[0010]如图所示，节能型低温空气分离制氮设备，包括冷箱1、设在冷箱I内的精馏塔11、主换热器13、增压透平膨胀机14、设在精馏塔11上端的主冷凝蒸发器12，其特征在于:所述的主换热器13设有空气进入口和空气输出口，所述的空气输出口和精馏塔11相连，精馏塔11顶部设有氮气输出口，该氮气输出口经过主换热器13并与增压透平膨胀机14增压端相连，增压透平膨胀机14增压端经过主换热器13与氮气产品输出口相连，精馏塔11底部富氧液空输出口经过主换热器13与主冷凝蒸发器12相连，主冷凝蒸发器12的输出端经过主换热器13与增压透平膨胀机14膨胀端相连，增压透平膨胀机14膨胀端经过主换热器13与污氮气输出口相连，所述的增压透平膨胀机14为I个或I个以上。
[0011]实际工作时，先使用设备将空气纯化，纯化后的空气进入主换热器13被冷却到一定温度后进入精馏塔11中进行精馏。从精馏塔11顶部得到氮气进入主换热器13复热一定温度后进入增压透平膨胀机14的增压端，增压后的氮气进入主换热器13复热后作为产品供客户使用，精馏塔11底部得到富氧液空，富氧液空经主换热器13过冷后进入主冷凝蒸发器12中，在主冷凝蒸发器12中液空被汽化成压力污氮气。压力污氮气进入主换热器13复热一定温度后进入增压透平膨胀机14的膨胀端进行膨胀，膨胀后的污氮气进入主换热器13复热后出冷箱。
[0012]本实用新型和常规单塔制氮设备相比，增压透平膨胀机利用输出功增压出精馏塔的氮气，降低了装置空压机，精馏塔的操作压力，氮气收取率高，精馏塔的分离效果好，且由于装置加工空气量和空压机排压的降低，空压机的投资和运行费用降低，电耗降低约20?30%，水耗降低约20?25%，经济效益非常可观。
[0013]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.节能型低温空气分离制氮设备，包括冷箱(I)、设在冷箱(I)内的精馏塔(11)、主换热器(13)、增压透平膨胀机(14)、设在精馏塔(11)上端的主冷凝蒸发器(12)，其特征在于:所述的主换热器(13)设有空气进入口和空气输出口，所述的空气输出口和精馏塔(I I)相连，精馏塔(II)顶部设有氮气输出口，该氮气输出口经过主换热器(13)并与增压透平膨胀机(14)增压端相连，增压透平膨胀机(14)增压端经过主换热器(13)与氮气产品输出口相连，精馏塔(11)底部富氧液空输出口经过主换热器(13)与主冷凝蒸发器(12)相连，主冷凝蒸发器(12)的输出端经过主换热器(13)与增压透平膨胀机(14)膨胀端相连，增压透平膨胀机(14)膨胀端经过主换热器(13)与污氮气输出口相连。2.根据权利要求1所述的节能型低温空气分离制氮设备，其特征在于所述的增压透平膨胀机(14)为I个或I个以上。
【文档编号】F25J5/00GK205536889SQ201620136251
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月23日
【发明人】冶小军, 储波, 董华艳, 董佳, 赵兴玲, 翟晖
【申请人】杭州福斯达深冷装备股份有限公司