本发明涉及化工，具体涉及一种空分污氮回收的装置及工艺。
背景技术：
1、空分装置是以空气为原料，经过预冷、纯化系统，将露点合格的空气送入精馏装置，利用低温精馏，膨胀机制冷的方式产出氧、氮、氩产品的一种空气分离装置。由于合成氨产能的不断扩大，对氧，氮的需求日益增大，国内外空分装置的设计产能也越来越大。
2、空分装置在生产中有大量纯度为98%污氮气放空排放，98%的污氮气中包含97.2%氮，1.8%氧，1%氩，从空分装置精馏塔顶出口污氮气分为两股，一股经过低压板换至水冷塔，这股污氮气总量155000nm3/h,压力：10kpa，温度：10℃，运用污氮吸湿原理给水降温；一股经过高压板换用于纯化系统分子筛切换，后至水冷塔及消音器放空。这部分冷量未得到充分利用，未实现污氮气利用价值。
技术实现思路
1、鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种空分污氮回收的装置及工艺。
2、本发明通过以下技术方案实现：
3、一种空分污氮回收的装置，所述装置包括污氮气压缩机，污氮气压缩机通过管道与换热器、主塔、主冷蒸发器依次连接，主冷蒸发器上方设有辅塔，辅塔顶部通过管道与换热器和次高压氮气管道依次连通，主塔中部通过管道与板式换热器、膨胀机、膨胀机后冷却器和低压氮气管道依次连通。
4、优选地，所述辅塔顶部与辅冷凝蒸发器连通，辅冷凝蒸发器通过管道与换热器、膨胀机连通，膨胀机再通过回路管道与换热器和污氮返回业主空分管道连通。
5、优选地，所述主冷蒸发器通过管道与液氮缓冲罐连通，所述液氮缓冲罐分别通过管道与辅塔和主塔顶部连通。
6、优选地，所述辅塔通过管道与辅冷凝蒸发器形成回路，主冷蒸发器通过管道与辅冷凝蒸发器连通；
7、所述主塔底部通过管道与辅塔连通；
8、所述次高压氮气管道上设有氮气增压机通过管道与消音器连通，所述消音器还通过管道与膨胀机连通；
9、所述低压氮气管道还与膨胀机连通，膨胀机后冷却器还通过管道与膨胀机形成回路；
10、所述装置的管路上设有阀门、塔设有液位计。
11、优选地，所述换热器设有若干个。
12、所述装置进行空分污氮回收的工艺，所述工艺包括以下步骤：
13、s1：原空分冷箱低压板式换热器出口至水冷塔污氮气管道引出污氮气，通过管道连接至污氮气压缩机，压缩为原料污氮气进入两个板式换热器冷却，与出主塔低压氮气、出辅塔低压氮气和出辅冷凝蒸发器污氮气换热得到接近液化点的污氮气，后进入主塔穿过四段填料塔与液氮接触参与精馏；
14、s2：主塔精馏后得到的氮气经过板式换热器复热后出冷箱，进入膨胀机增压端，增压作为低压氮气产品送出，其余氮气从主塔顶部进入主冷凝蒸发器氮侧，与辅塔底部液污氮换热，冷凝后成为液氮回流进辅塔参与精馏并补充部分冷量；
15、s3：辅塔底部液污氮换热蒸发出的氮气与顶部来的液氮精馏，通过辅塔液位调节阀控制回流比，辅塔顶部得到合格的氮气，经过板式换热器复热后出冷箱，进入氮气增压机，增压作为次高压产品氮气送出；
16、s4：主塔底部得到的液污氮，通过主塔液位调节阀节流后送入主冷凝蒸发器蒸发，然后进入辅塔再次精馏；
17、s5：辅塔得到的氮气在主冷凝蒸发器中冷凝成液氮，一部分回到辅塔塔顶部作为回流液，另一部分通过液氮泵送回到主塔塔顶部回流，增加系统的氮气提取率；
18、s6：辅塔底部得到浓缩后的液污氮，通过辅冷液位调节阀节流送入辅冷凝蒸发器中蒸发为浓缩污氮气；
19、s7：浓缩污氮气在板式换热器中复热，然后去膨胀机膨胀，然后再进入换热器中复热，送回空分装置的水冷塔。
20、优选地，所述步骤s1：污氮气压缩机的温度为8-12℃，压力为8-12kpa，纯度为96-99%的污氮气，污氮气压缩机的出口温度为35-45 ℃，压力为0.6-0.9 mpa的原料污氮气。
21、优选地，所述步骤s1：出主塔的低压氮气、出辅塔的低压氮气、出辅冷凝蒸发器的温度为-174℃~-178℃，两个板式换热器换热出口的温度为-171~--173℃，压力为0.6-0.9mpa，纯度为96-99%的接近液化点的污氮气，后进入主塔穿过四段填料塔与-190~-200℃液氮接触参与精馏。
22、优选地，所述步骤s2：主塔精馏后氮气温度为-176~-172℃，压力为0.61-0.65mpa(g)，纯度≤5ppmo2，膨胀机增压至0.6-0.9 mpa(g)低压氮气产品。
23、优选地，所述步骤s3：辅塔顶部得到压力为0.5-0.53 mpa(g)，纯度≤5ppmo2，≤100ppmar合格的氮气，次高压产品氮气压力为6.5-6.8 mpa(g)。
24、所述步骤s7：浓缩污氮气在板式换热器中复热至-148~-146℃，0.31-0.34mpa（g）后，在膨胀机膨胀至-185~-170℃，25-35kpa（g），然后再进入换热器中复热至34-38℃，8-12kpa（g）。
25、本发明具有以下有益效果：
26、本发明从空分装置纯度为98%的污氮气，产出满足gb/t8979-2008《纯氮 高纯氮超纯氮》的99.999%的高纯氮，压力0.9mpa，流量19000nm3/h，纯度≤5ppmo2的低压氮气，副产压力6.6mpa，流量48000nm3/h，纯度≤5ppmo2，≤100ppmar的中压氮气，单耗为0.17元/nm3，与原空分装置相比单耗下降35%。充分利用空分装置副产的污氮气，每年可回收88.9%污氮气可节约冷量30万kw,起到冷量的综合利用。在污氮气管道，中压氮气管道，低压氮气管道等设置有仪表调节阀，氧化锆/电化学分析仪，氩色谱分析仪等，ccs，dcs控制系统能够自动调节工艺指标，提高装置的智能化程度。
1.一种空分污氮回收的装置，所述装置包括污氮气压缩机（1），其特征在于，污氮气压缩机（1）通过管道与换热器（2）、主塔（3）、主冷蒸发器（5）依次连接，主冷蒸发器（5）上方设有辅塔（4），辅塔（4）顶部通过管道与换热器（2）和次高压氮气管道依次连通，主塔（3）中部通过管道与板式换热器（2）、膨胀机（9）、膨胀机后冷却器（11）和低压氮气管道依次连通。
2.根据权利要求1所述的空分污氮回收的装置，其特征在于，所述辅塔（4）顶部与辅冷凝蒸发器（6）连通，辅冷凝蒸发器（6）通过管道与换热器（2）、膨胀机（9）连通，膨胀机（9）再通过回路管道与换热器（2）和污氮返回业主空分管道连通。
3.根据权利要求1所述的空分污氮回收的装置，其特征在于，所述主冷蒸发器（5）通过管道与液氮缓冲罐（8）连通，所述液氮缓冲罐（8）分别通过管道与辅塔（4）和主塔（3）顶部连通。
4.根据权利要求1所述的空分污氮回收的装置，其特征在于，所述辅塔（4）通过管道与辅冷凝蒸发器（6）形成回路，主冷蒸发器（5）通过管道与辅冷凝蒸发器（6）连通；
5.根据权利要求1所述的空分污氮回收的装置，其特征在于，所述换热器（2）设有若干个。
6.权利要求1-5任意一项所述装置进行空分污氮回收的工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述空分污氮回收的工艺，其特征在于，所述步骤s1：污氮气压缩机（1）的温度为8-12℃，压力为8-12kpa，纯度为96-99%的污氮气，污氮气压缩机（1）的出口温度为35-45 ℃，压力为0.6-0.9 mpa的原料污氮气。
8.根据权利要求6所述空分污氮回收的工艺，其特征在于，所述步骤s1：出主塔（3）的低压氮气、出辅塔（4）的低压氮气、出辅冷凝蒸发器（6）的温度为-174℃~-178℃，两个板式换热器（2）换热出口的温度为-171~--173℃，压力为0.6-0.9mpa，纯度为96-99%的接近液化点的污氮气，后进入主塔（3）穿过四段填料塔与-190~-200℃液氮接触参与精馏。
9.根据权利要求6所述空分污氮回收的工艺，其特征在于，所述步骤s2：主塔（3）精馏后氮气温度为-176~-172℃，压力为0.61-0.65mpa(g)，纯度≤5ppmo2，膨胀机（9）增压至0.6-0.9 mpa(g)低压氮气产品。
10.根据权利要求6所述空分污氮回收的工艺，其特征在于， 所述步骤s3：辅塔（4）顶部得到压力为0.5-0.53 mpa(g)，纯度≤5ppmo2，≤100ppmar合格的氮气，次高压产品氮气压力为6.5-6.8 mpa(g)。