本技术涉及高纯氧及制氮设备领域,具体是一种制取高纯氧的制氮设备。
背景技术:
1、现有技术中多采用水电解、低温精馏法、吸附法和膜分离法等多种方法制备纯度较高的氧气,大部分商品氧气都是在空气分离设备中制造生产的,将空气液化后经低温精馏提纯后获取高纯氧气,少量的也有采用电解氧为原料,经催化脱氢也可制取纯度99.99%以上的高纯氧,该技术方案配置的设备比较多,而且涉及的工艺路线较长,制作成本比较高,另外也有配置多个精馏塔提取高纯氧的,需要在常规制氮精馏塔外增加一个去重组分塔,也增大了设备的投入,非常不经济。
2、因此,基于能够减少设备投入,还能同时提取氮气和高纯氧的涉及理念,设计一种单塔制氮设备中就能够提取高纯氧。
技术实现思路
1、本实用新型的目的是提供制取高纯氧的制氮设备,通过本实用新型的设计,在生产高纯氮气的单塔制氮设备中就能够提取高纯氧,只需一台精馏塔和一台高纯氧塔,配置设备大大减少,且连接的低温管道和阀门也大大减少,设备运行可靠性高,工艺路线短,冷箱占地面积减少,制造成本得到降低。
2、为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种制取高纯氧的制氮设备,包括设置在冷箱内的主换热器、精馏塔、冷凝器、高纯氧塔、过冷器、蒸发器、膨胀机,所述冷凝器设置在所述精馏塔的上方,所述蒸发器设置在所述高纯氧塔的下方;
3、所述主换热器的进气口为经过过滤、净化后的空气输气口,其出气口通过管道与所述精馏塔下部的空气进气口连通,所述精馏塔的底部液空出口通过管道依次与所述过冷器的液空进口、所述精馏塔的液空入口和所述冷凝器的液空进口连通,
4、所述冷凝器的富氧废气出口通过管道依次与所述过冷器和所述主换热器的富氧废气进口连通,所述主换热器的富氧废气出口与所述膨胀机的富氧废气进口连通,所述膨胀机的富氧废气出口通过管道与所述主换热器的富氧废气进口连通,
5、所述精馏塔的中部设有富氧液空抽取口,其抽取口通过管道依次与所述过冷器的富氧液空进口和所述高纯氧塔上部的富氧液空进口连通,所述高纯氧塔的顶部氧气出口通过管道与所述主换热器的氧气进口连通,所述高纯氧塔的底部液氧出口通过管道连接有用户端;
6、所述精馏塔上部的高纯氮气出口通过管道分别与所述主换热器和所述蒸发器的高纯氮气进气口连通。
7、进一步的,所述冷凝器底部的液氮出口通过管道与精馏塔上部的回流液入口连接。
8、进一步的,所述精馏塔的富氧液空抽取口通过仿真模拟计算抽取位置。
9、进一步的,所述蒸发器的液氮出口通过管道与所述精馏塔上部的回流液入口连通。
10、进一步的,所述高纯氧塔为新型规整金属填料塔或筛板塔。
11、本实用新型的有益效果是:
12、1.通过本实用新型的设计,在生产高纯氮气的单塔制氮设备中就能够提取高纯氧,只需一台精馏塔和一台高纯氧塔,配置设备大大减少,且连接的低温管道和阀门也大大减少,设备运行可靠性高,工艺路线短,冷箱占地面积减少,制造成本得到降低。
13、2.本实用新型通过在精馏塔的中部设计富氧液空抽取口,在单塔精馏制氮过程中就能提取到高纯氧原料气,能够使得精馏塔的精馏工况得到明显地改善,提高了氮气的提取率和纯度;其中,富氧液空抽取口的位置由仿真模拟计算得出,使得该抽取口的液空重组分(ar、ch4)含量最少且含氧量最高,使得高纯氧气的纯度更高。
1.一种制取高纯氧的制氮设备,其特征在于,包括设置在冷箱(1)内的主换热器(2)、精馏塔(3)、冷凝器(4)、高纯氧塔(5)、过冷器(6)、蒸发器(7)、膨胀机(8),所述冷凝器(4)设置在所述精馏塔(3)内的上方,所述蒸发器(7)设置在所述高纯氧塔(5)内的下方;
2.根据权利要求1所述的一种制取高纯氧的制氮设备,其特征在于,所述冷凝器(4)底部的液氮出口通过管道与精馏塔(3)上部的回流液入口连接。
3.根据权利要求1所述的一种制取高纯氧的制氮设备,其特征在于,所述精馏塔(3)的富氧液空抽取口通过仿真模拟计算抽取位置。
4.根据权利要求1或2所述的一种制取高纯氧的制氮设备,其特征在于,所述蒸发器(7)的液氮出口通过管道与所述精馏塔(3)上部的回流液入口连通。
5.根据权利要求1所述的一种制取高纯氧的制氮设备,其特征在于,所述高纯氧塔(5)为新型规整金属填料塔或筛板塔。