专利名称：一种用于高纯液氮提取的气液分离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于全液体空气分离设备技术领域，具体涉及一种用于高纯液氮提取的气液分离装置。
背景技术：
氮气是空气的主要成分，在室温和大气压力下是是无色、无味、无毒和不可燃的气体，沸点为-195. 8°C，化学性质不活泼。除合成氨外，氮气通常被作为保护气广泛用于冶金、化工、煤炭、食品、医药、电子、磁材、运输、热处理、轮胎、热电、航空等行业。一些领域内的应用对氮气的纯度有严格的要求，例如，在浮法玻璃工艺中要求氮气的纯度为99. 9995%，无氢；热处理工艺中对氮气纯度要求为99. 9995% ;铝材料加工对氮气的纯度要求为99. 9995%，无氢，否则会有“氢胞”现象。氮气纯化的方法主要有吸附法、变压吸附法、 膜分离法等。全液体空气分离系统是生产液氧、液氮、液氩等液体空分产品的空气分离系统，由分子筛吸附净化，增压透平膨胀制冷，全精馏无氢制氩等系统组成。在全液体空分系统中的高纯液氮提取部分，液氮经节流后会有一小部分气化，在设备运行过程中，上塔压力波动较大，上塔阻力以及出过冷器的液氮温度偏高，影响了液氮的纯度。
发明内容本实用新型的目的是为了稳定高纯液氮提取装置的运行工况，提高液氮产品的纯度，而提供一种用于高纯液氮提取的气液分离装置。为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是一种用于高纯液氮提取的气液分离装置，包括第一气液分离器I和第二气液分离器2，第一气液分离器I罐体的直径和高度均大于第二气液分离器2罐体的直径和高度,液氮从第一气液分离器I流到第二气液分离器2中，保证第二气液分离器2罐体中充满液氮。所述的第一气液分离器I底部与第二气液分离器2底部通过第一管道5和第二管道7连通，第二气液分离器2顶部设有回流管9。所述的第一气液分离器I顶部连接第一氮气出口管6，所述第一氮气出口管6连接有氮气出口总管11。所述的第一气液分离器I和第二气液分离器2安装在同一水平位置。采用本实用新型的用于高纯液氮提取的气液分离装置的工作流程为经过节流的液氮经液氮进口管4进入第一气液分离器I除去液氮中的气体，由于连通器原理，分离后的液氮经第一气液分离器I底部的第一管道5和第二气液分离器2底部的第二气液出口管7进入第二气液分离器2，第二气液分离器2罐体中充满液体，其中一部分经第二气液分离器2顶部的回流管9回流到上塔3的上部，另一部分作为产品经底部第二管道7流入液氮出口总管8。第一气液分离器I分离出的气体经第一氮气出口管6进入氮气出口总管11，上塔3产生的氮气经上塔氮气出口管10进入氮气出口总管11。[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述的第二管道7自第二气液分离器2底部深入到罐体内的上部，作为第二气液分离器2的液氮进口，所述第二气液分离器2的底部设有液氮出口总管8，作为液氮产品出口。工作时，第一气液分离器I罐体内的液氮经第一管道5和第二管道7进入第二气液分离器2，第二气液分离器2罐体内充满液氮，其中一部分经回流管9回流到上塔3，另一部分作为产品经底部液氮出口总管8取出。本实用新型的气液分离装置采用双罐结构，液氮从第一气液分离器流到第二气液分离器，保证第二气液分离器罐体内充满液氮，该液氮部分作为产品取出，该装置保证了连续提取高纯液氮而不引起氮纯度的波动，稳定了高纯液氮提取的工况，同时因产品的气化率减少，相应的产量也得到了提高。
图I为用于高纯液氮提取的气液分离装置结构示意图；图2为本实用新型另一种实施方式的结构示意图；图中标号说明1-第一气液分离器，2-第二气液分离器,3-上塔,4-液氮进口管，5-第一管道，6-第一氮气出口管，7-第二管道，8-液氮出口总管，9-回流管，10-上塔氮气出口管，11-氮气出口总管。
具体实施方式
如图I所示，一种用于高纯液氮提取的气液分离装置，包括第一气液分离器I和第二气液分离器2,第一气液分离器I罐体的直径和高度均大于第二气液分离器2罐体的直径和高度，液氮从第一气液分离器I流到第二气液分离器2中，保证第二气液分离器2罐体中充满液氮。所述的第一气液分离器I底部与第二气液分离器2底部通过第一管道5和第二管道7连通，第二气液分离器2顶部与上塔3上部通过回流管9连通。所述的第一气液分离器I顶部连接第一氮气出口管6，与上塔3顶部的上塔氮气出口管10 —起并联接入氮气出口总管11。所述的第一气液分离器I和第二气液分离器2安装在同一水平位置。所述的第二管道7自第二气液分离器2底部深入到罐体内的上部，作为第二气液分离器2的液氮进口，所述的液氮出口总管8设置在第二气液分离器2的底部，作为液氮产品出口。采用本实用新型的用于高纯液氮提取的气液分离装置的工作流程为经过节流的液氮经液氮进口管4进入第一气液分离器I除去液氮中的气体，由于连通器原理，分离后的液氮经第一气液分离器I底部的第一管道5和第二气液分离器2底部的第二气液出口管7进入第二气液分离器2，第二气液分离器2罐体中充满液体，其中一部分经第二气液分离器2顶部的回流管9回流到上塔3的上部，另一部分作为产品经底部第二管道7流入液氮出口总管8。第一气液分离器I分离出的气体经第一氮气出口管6进入氮气出口总管11，上塔3产生的氮气经上塔氮气出口管10进入氮气出口总管11。根据本实施例对现有设备进行改造，设备连续运行24h后，观察系统，并与改造前作对比,如下表所示，上塔压力较以前有所降低,液氮的纯度大大提高了。
~I 改造前 I 改造肩—
权利要求1.一种用于高纯液氮提取的气液分离装置，其特征在于包括第一气液分离器(I)和第二气液分离器(2)，第一气液分离器(I)罐体的直径和高度均大于第二气液分离器(2)罐体的直径和高度，液氮从第一气液分离器(I)流到第二气液分离器(2)中，保证第二气液分离器(2)罐体中充满液氮。
2.根据权利要求I所述的用于高纯液氮提取的气液分离装置，其特征在于所述的第一气液分离器(I)底部与第二气液分离器(2)底部通过第一管道(5)和第二管道(7)连通，第二气液分离器(2)顶部设有回流管(9)。
3.根据权利要求I所述的用于高纯液氮提取的气液分离装置，其特征在于所述的第一气液分离器(I)顶部连接第一氮气出口管出)，所述第一氮气出口管(6)连接有氮气出口总管(11)。
4.根据权利要求I所述的用于高纯液氮提取的气液分离装置，其特征在于所述的第一气液分离器(I)和第二气液分离器(2)安装在同一水平位置。
5.根据权利要求2所述的用于高纯液氮提取的气液分离装置，其特征在于所述的第二管道(7)自第二气液分离器(2)底部深入到罐体内的上部，作为第二气液分离器(2)的液氮进口，所述第二气液分离器(2)的底部设有液氮出口总管(8)，作为液氮产品出口。
专利摘要本实用新型公开了一种用于高纯液氮提取的气液分离装置，包括第一气液分离器和第二气液分离器，第一气液分离器罐体的直径和高度均大于第二气液分离器罐体的直径和高度。工作时，由于连通器原理，液氮从第一气液分离器流到第二气液分离器中，保证第二气液分离器罐体中充满液氮，第二气液分离器中的液氮一部分作为上塔的回流液，另一部分作为产品取出。本实用新型的气液分离装置采用双罐结构，在全液体空气分离装置中，保证了连续提取高纯液氮而不引起氮纯度的波动，稳定了高纯液氮提取的工况，同时因产品的气化率减少，相应的产量也得到了提高。
文档编号B01D19/00GK202766294SQ20122040209
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月14日 优先权日2012年8月14日
发明者陈孝通, 李保昌, 刘玉荣, 张永胜, 王兆骏, 刘翔, 秦书广 申请人:郑州瑞气气体有限公司