本申请涉及空气分离,尤其是涉及一种纯氧制取装置及空分冷箱。
背景技术:
1、高纯液氧是指纯度在99.999%及以上的液氧,近年来随着光伏、电子等产业的高质量发展,市场对其需求保持稳定增长态势。高纯液氧通常采用深冷法制取,原理是利用低温精馏除去沸点与液氧相差较大的杂质(主要是氩、氮等),使得其富集后的浓度也在产品纯度要求之内。目前行业中应用最广泛的是与带氩空分粗氩i塔结合制取高纯氧的单塔精馏工艺,该工艺是从带氩空分粗氩i塔抽出一股富氧液体进入高纯氧塔顶部,再在其中除去氩氮杂质得到高纯氧。
2、传统工艺中,制取高纯液氧的原料液来自粗氩i塔中下部,粗氩i塔中下部的原料液(富氧液)进入高纯氧塔顶部是靠液体静液柱压差来实现的,因此在设计时,粗氩i塔底部高度需高于高纯氧塔顶部高度以克服阻力差。但是两者这种高度叠加的方式会导致冷箱总高度超标,进而导致制造成本上升及运输困难。
技术实现思路
1、本申请的目的是在于提供一种纯氧制取装置及空分冷箱,从而解决了传统高纯液氧制取的工艺中,粗氩i塔底部富氧液体进入高纯氧塔顶部是靠液体静液柱压差来实现的,因此在设计时,粗氩i塔底部高度需高于高纯氧塔顶部高度以克服阻力差,但是两者这种高度叠加的方式会导致冷箱总高度超标,进而导致制造成本上升及运输困难的问题。
2、根据本申请第一方面提供了一种纯氧制取装置,所述纯氧制取装置包括第一粗氩塔、第二粗氩塔、高纯氧塔和泵体;所述第一粗氩塔顶部的出气口和所述高纯氧塔顶部的出气口均与所述第二粗氩塔底部的进气口连接;所述第二粗氩塔底部的出液口通过泵体与所述第一粗氩塔顶部的进液口和所述高纯氧塔顶部的进液口连接;所述第一粗氩塔用于对来自于上游的氩馏分进行初步精馏,所述第二粗氩塔用于对来自于上游的氩馏分进行深度精馏,所述高纯氧塔用于对来自于所述第二粗氩塔的粗液氩进行精馏。
3、在上述任意技术方案中,进一步地,所述高纯氧塔的内部设置有第一分离层和第一蒸发器,所述高纯氧塔的底部存储有纯液氧;所述第一蒸发器浸泡在所述纯液氧内,所述第一分离层设置在所述高纯氧塔的中部。
4、在上述任意技术方案中,进一步地,所述第二粗氩塔的内部设置有第二分离层和第二蒸发器,所述第二粗氩塔的底部存储有粗液氩;所述第二蒸发器浸泡在所述粗液氩内,所述第二分离层设置在所述第二粗氩塔的中部;所述第二粗氩塔深度精馏后的工业气体由所述第二粗氩塔顶部的出气口排出。
5、在上述任意技术方案中,进一步地,所述第一粗氩塔的内部设置有第三分离层和第三蒸发器,所述第一粗氩塔的底部存储有粗液氧;所述第三蒸发器浸泡在所述粗液氧内,所述第三分离层设置在所述第一粗氩塔的中部;来自于上游的氩馏分由所述第一粗氩塔底部的进气口进入。
6、在上述任意技术方案中,进一步地,所述第一粗氩塔顶部的出气口和所述高纯氧塔顶部的出气口均通过第一管路与所述第二粗氩塔底部的进气口连接。
7、在上述任意技术方案中,进一步地,所述第二粗氩塔底部的出液口通过第二管路与所述第一粗氩塔顶部的进液口和所述高纯氧塔顶部的进液口连接;所述泵体设置于所述第二管路。
8、在上述任意技术方案中,进一步地,在高度方向上,所述第一粗氩塔的顶端和所述高纯氧塔的顶端对齐设置。
9、在上述任意技术方案中,进一步地,在高度方向上,所述第一粗氩塔和所述高纯氧塔均位于所述第二粗氩塔的中部;所述高纯氧塔底部存储的纯液氧能够通过重力自流方式送入下游贮存设备。
10、在上述任意技术方案中,进一步地,所述第三分离层的塔板数为5至7块。
11、根据本申请第二方面提供了一种空分冷箱,包括如上所述的纯氧制取装置。
12、本申请的纯氧制取装置包括第一粗氩塔、第二粗氩塔、高纯氧塔和泵体。其中,第一粗氩塔顶部的出气口和高纯氧塔顶部的出气口均与第二粗氩塔底部的进气口连接;第二粗氩塔底部的出液口通过泵体与第一粗氩塔顶部的进液口和高纯氧塔顶部的进液口连接;其中,第一粗氩塔用于对来自于上游的氩馏分进行初步精馏,第二粗氩塔用于对来自于上游的氩馏分进行深度精馏,高纯氧塔用于对来自于第二粗氩塔的粗液氩进行精馏。
13、根据以上技术特征,本申请的有益效果为:
14、本申请的纯氧制取装置制取工艺为:从上游来的氩馏分i进入第一粗氩塔进行初步精馏,第一粗氩塔顶部引出气与高纯氧塔顶部引出气汇合成氩馏分ii进入第二粗氩塔,第二粗氩塔底部粗液氩返回第一粗氩塔和高纯氧塔。氩馏分ii在第二粗氩塔进行深度精馏,第二粗氩塔顶部工艺氩气被抽出前往下游装置,第二粗氩塔底部粗液氩经泵体加压后,分别输送至第一粗氩塔和高纯氧塔顶部作回流液。粗液氩在高纯氧塔中精馏后,于底部得到高纯液氧产品。
15、如上所述,相对于现有技术,本申请能够于高纯氧塔底部得到纯度较高的高纯液氧产品。而且本申请无需像现有技术那样,需要高度叠加的方式,以克服阻力差。本申请巧妙地利用了泵体的加压能力输送富氧液空,摒弃了传统的自流方式,从而使得第一粗氩塔底部高度不受高纯氧塔高度的限制,故而可降低第一粗氩塔高度,进而降低冷箱的总高度。
16、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
1.一种纯氧制取装置,其特征在于,所述纯氧制取装置包括第一粗氩塔、第二粗氩塔、高纯氧塔和泵体;
2.根据权利要求1所述的纯氧制取装置,其特征在于,所述高纯氧塔的内部设置有第一分离层和第一蒸发器,所述高纯氧塔的底部存储有纯液氧;
3.根据权利要求1所述的纯氧制取装置,其特征在于,所述第二粗氩塔的内部设置有第二分离层和第二蒸发器,所述第二粗氩塔的底部存储有粗液氩;
4.根据权利要求1所述的纯氧制取装置,其特征在于,所述第一粗氩塔的内部设置有第三分离层和第三蒸发器,所述第一粗氩塔的底部存储有粗液氧;
5.根据权利要求1所述的纯氧制取装置,其特征在于,所述第一粗氩塔顶部的出气口和所述高纯氧塔顶部的出气口均通过第一管路与所述第二粗氩塔底部的进气口连接。
6.根据权利要求1所述的纯氧制取装置,其特征在于,所述第二粗氩塔底部的出液口通过第二管路与所述第一粗氩塔顶部的进液口和所述高纯氧塔顶部的进液口连接;
7.根据权利要求1所述的纯氧制取装置,其特征在于,在高度方向上,所述第一粗氩塔的顶端和所述高纯氧塔的顶端对齐设置。
8.根据权利要求1所述的纯氧制取装置,其特征在于,在高度方向上,所述第一粗氩塔和所述高纯氧塔均位于所述第二粗氩塔的中部;所述高纯氧塔底部存储的纯液氧能够通过重力自流方式送入下游贮存设备。
9.根据权利要求4所述的纯氧制取装置,其特征在于,所述第三分离层的塔板数为5至7块。
10.一种空分冷箱,其特征在于,包括如权利要求1-9中任一项所述的纯氧制取装置。