中压氮气的低温精馏制取系统的制作方法

文档序号:10852643阅读:403来源:国知局
中压氮气的低温精馏制取系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了中压氮气的低温精馏制取系统,其特征在于:包括空气过滤器、空气压缩机、增加压缩机、预冷系统、纯化系统、冷箱循环系统,所述的冷箱循环系统包括辅塔、主冷凝蒸发器、过冷器、主精馏塔、主换热器、污氮膨胀器,本实用新型回收常规制氮装置中被节流旁通的污氮气的能量,使污氮通过辅塔的简单精馏变成“循环空气”,“循环空气”经复热出冷箱回到压缩机中间级或增压压缩机入口,回收“循环空气”的压力能,从而达到降低制氮装置能耗的目的。
【专利说明】
中压氮气的低温精馏制取系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及氮气制造设备的技术领域,具体涉及中压氮气的低温精馏制取系统。
【背景技术】
[0002]目前中压氮气产品需求量仍然越大,单塔低温精馏制取中压氮气的流程仍广泛应用;如何想办法降低制氮装置能耗至关重要。常规制氮流程采用的办法是:单级低温精馏后塔顶直接获得中压氮气,同时主冷凝蒸发器产生压力污氮,污氮部分用于膨胀制冷产生装置需要的冷量,大部分节流旁通不经膨胀机后经主换热器复热出冷箱放空。采用这样的常规流程,制氮装置能耗较高,特别是在制氮装置不产液氮的情况下,装置的冷量远远富裕。随着有大部分污氮节流旁通;污氮压力能并未得到充分回收利用,而是被大大浪费,十分可惜。由此可见常规制氮装置能耗还有改进的空间。

【发明内容】

[0003]本实用新型所要解决的技术问题是,提供一种中压氮气的低温精馏制取系统。
[0004]为实现上述目的,本实用新型采取的技术方案是:
[0005]中压氮气的低温精馏制取系统,其特征在于:包括空气过滤器、空气压缩机、增加压缩机、预冷系统、纯化系统、冷箱循环系统,所述的冷箱循环系统包括辅塔、主冷凝蒸发器、过冷器、主精馏塔、主换热器、污氮膨胀器,所述的空气过滤器的出口与空气压缩机相连,所述的空气压缩机和增加压缩机的出口并网后与预冷系统相连,所述的预冷系统的出口与纯化系统相连,所述的纯化系统出口与主换热器相连,所述的主换热器出口与主精馏塔相连,所述的主精馏塔的氮气输出口经过主换热器与氮气产品存放设备相连,主精馏塔的富氧液空输出口经过过冷器与辅塔相连,辅塔顶部的污氮输出口先后经过过冷器和主换热器后与空气压缩机和增加压缩机相连,所述的主冷凝蒸发器出口依次经过过冷器、主换热器、污氮膨胀器、主换热器与纯化系统相连。
[0006]作为优选,所述的纯化系统包括第一纯化器、第二纯化器和电加热器。
[0007]作为优选,所述的纯化系统设有用于净化污氮气的消音器。
[0008]作为优选,所述的主冷凝蒸发器位于主精馏塔上方,所述的辅塔位于主冷凝蒸发器的上方。
[0009]本实用新型制取氮气系统和常规单级低温精馏制氮系统相比进行了优化,冷箱里面在主冷凝蒸发器上方增设了一台辅塔,辅塔可将污氮转化为组分等同于干空气的“循环空气”,所以成本几乎可以忽略,“循环空气”经复热出冷箱回到压缩机中间级;经特殊设计的空压机可匹配“循环空气”的入口压力,从而达到降低制氮装置能耗的目的,节能效果十分明显。
【附图说明】
[00?0]图1是本实用新型的流程不意图。
【具体实施方式】
[0011 ]下面结合附图和实例对本实用新型做进一步说明。
[0012]如图所示,中压氮气的低温精馏制取系统,其特征在于:包括空气过滤器1、空气压缩机2、增加压缩机3、预冷系统4、纯化系统、冷箱循环系统,所述的冷箱循环系统包括辅塔
8、主冷凝蒸发器9、过冷器10、主精馏塔11、主换热器12、污氮膨胀器13,所述的空气过滤器I的出口与空气压缩机2相连,所述的空气压缩机2和增加压缩机3的出口并网后与预冷系统4相连,所述的预冷系统4的出口与纯化系统相连,所述的纯化系统出口与主换热器12相连,所述的主换热器12出口与主精馏塔11相连,所述的主精馏塔11的氮气输出口经过主换热器12与氮气产品存放设备相连,主精馏塔11的富氧液空输出口经过过冷器10与辅塔8相连,辅塔8顶部的污氮输出口先后经过过冷器10和主换热器12后与空气压缩机2和增加压缩机3相连,所述的主冷凝蒸发器9出口依次经过过冷器10、主换热器12、污氮膨胀器13、主换热器12与纯化系统相连,所述的纯化系统包括第一纯化器5、第二纯化器6和电加热器7,所述的纯化系统设有用于净化污氮气的消音器14,所述的主冷凝蒸发器9位于主精馏塔11上方,所述的辅塔8位于主冷凝蒸发器9的上方。
[0013]实际工作时,原料空气经过空气过滤器I过滤后进入空气压缩机2压缩,然后进入预冷系统4,冷却后的空气进入第一纯化器5脱出水分和二氧化碳,第二纯化器6则用于将由主冷凝蒸发器9出来依次经过过冷器10、主换热器12、污氮膨胀器13、主换热器12最后由电加热器7加热的污氮气进行再生,两只纯化器交替使用。
[0014]纯化后的空气进入主换热器12被冷却到一定温度后进入主精馏塔11进行精馏,从精馏塔11顶部得到氮气经过主换热器12复热后送出冷箱作为产品供用户管网。
[0015]主精馏塔11底部的富氧液空经过过冷器10过冷后进入辅塔8,经过辅塔8的精馏,在辅塔8的顶部产生组分等同于干燥空气的带压“循环空气”,在辅塔8的底部产生带压污氮,污氮经过过冷器10复热后进入主换热器12中继续复热后进入污氮膨胀机13膨胀,膨胀后的低压污氮气进入再进入主换热器12复热后出冷箱作为纯化器再生气,再生后的污氮通过消音器14放入大气;带压“循环空气”经过冷器10复热后进入主换热器12中继续复热,然后回到空气压缩机2中间级或增压压缩机3入口,之后再次进入预冷系统4,完成循环。
[0016]本实用新型制取氮气系统和常规单级低温精馏制氮系统相比进行了优化,冷箱里面在主冷凝蒸发器上方增设了一台辅塔,辅塔可将污氮转化为组分等同于干空气的“循环空气”,所以成本几乎可以忽略,“循环空气”经复热出冷箱回到压缩机中间级;经特殊设计的空压机可匹配“循环空气”的入口压力,从而达到降低制氮装置能耗的目的,节能效果十分明显。
[0017]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.中压氮气的低温精馏制取系统,其特征在于:包括空气过滤器(I)、空气压缩机(2)、增加压缩机(3)、预冷系统(4)、纯化系统、冷箱循环系统,所述的冷箱循环系统包括辅塔(8)、主冷凝蒸发器(9)、过冷器(10)、主精馏塔(11)、主换热器(12)、污氮膨胀器(13),所述的空气过滤器(I)的出口与空气压缩机(2)相连,所述的空气压缩机(2)和增加压缩机(3)的出口并网后与预冷系统(4)相连,所述的预冷系统(4)的出口与纯化系统相连,所述的纯化系统出口与主换热器(I2)相连,所述的主换热器(I2)出口与主精馏塔(II)相连,所述的主精馏塔(11)的氮气输出口经过主换热器(12)与氮气产品存放设备相连,主精馏塔(11)的富氧液空输出口经过过冷器(10)与辅塔(8)相连,辅塔(8)顶部的污氮输出口先后经过过冷器(10)和主换热器(12)后与空气压缩机(2)和增加压缩机(3)相连,所述的主冷凝蒸发器(9)出口依次经过过冷器(10)、主换热器(12)、污氮膨胀器(13)、主换热器(12)与纯化系统相连。2.根据权利要求1所述的中压氮气的低温精馏制取系统,其特征在于所述的纯化系统包括第一纯化器(5)、第二纯化器(6)和电加热器(7)。3.根据权利要求1所述的中压氮气的低温精馏制取系统,其特征在于所述的纯化系统设有用于净化污氮气的消音器(14)。4.根据权利要求1所述的中压氮气的低温精馏制取系统,其特征在于所述的主冷凝蒸发器(9)位于主精馏塔(11)上方,所述的辅塔(8)位于主冷凝蒸发器(9)的上方。
【文档编号】F25J3/04GK205536890SQ201620136592
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月23日
【发明人】储波, 董华艳, 冶小军, 杨雪, 蔡阳
【申请人】杭州福斯达深冷装备股份有限公司
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