专利名称：瓦斯气的低温脱氮氧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种综合处理瓦斯气的装置，尤其涉及一种通过低温精馏分离出瓦斯气中氮氧的装置。
背景技术：
我国有丰富的煤矿资源，但是在开采过程中却把宝贵的化工原料——瓦斯气直接排入大气，不但造成能源浪费，而且污染环境。由于煤气层的特点是单井产量低、压力低、甲烷含量较低、含有空气，所以，经济的处理瓦斯气后进行利用一直是人们研究的方向。常见的分离方法有吸收法、吸附法、膜渗透法和低温精馏法，上述三种的分离效果以及分离流程都不适合应用于瓦斯气的分离。目前，有一种用氮气压缩膨胀制冷的低温精 馏方法，但是，需要气流全部深度干燥，换热面积大、设备金属投入量大，受低压用户多少的限制，液化率低、运行维护成本高，经济性低。
实用新型内容本实用新型为了解决利用现有的设备分离瓦斯气中氮氧需要气流全部深度干燥，存在换热面积大、设备金属投入量大，受低压用户多少的限制，液化率低、运行维护成本高，经济性低的问题；为解决上述问题，本实用新型提供一种瓦斯气的低温脱氮氧装置。本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是本实用新型所述瓦斯气的低温脱氮氧装置包括压缩机、净化系统、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第五换热器、第六换热器、精馏塔、第一气液分离器、第二气液分离器、冷却器、压缩机、第一节流阀、第二节流阀、第二节流阀和第四节流阀；瓦斯气通过压缩机、净化系统后依次经第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第五换热器、第六换热器进行冷却液化后，经第四节流阀节流降温后进入精馏塔进行低温精馏，精馏塔塔底设有液态天然气引出口 ；精馏塔的塔顶排出的氮氧混合气体依次经第六换热器、第四换热器、第三换热器、第二换热器、第一换热器复温提供回收冷量；混合制冷剂经压缩机增压、冷却器冷却后进入第一换热器，然后进入第二气液分离器，第二气液分离器的气液相分别进入第二换热器，进入第二换热器的液体在第二换热器中过冷，再经过第一节流阀降温后与后续流程的第三换热器返流气混合后共同为第二换热器和第一换热器提供冷量；经由第二换热器流出的气态制冷剂进入第一分离器，第一分离器分离出的气液相分别进入第三换热器，进入第三换热器的液体再经过第一节流阀降温，与后续流程的第四换热器返流气混合后共同为第三换热器、第二换热器、第一换热器提供冷量；经由第三换热器流出的气态制冷剂进入第四换热器，然后经过第三节流阀降温后再返回第四换热器提供冷量，并与来自第二节流阀的液体混合。本实用新型的有益效果是本实用新型采用多级气液分离，实现不同温位的换热器内部温差均匀，降低不可逆损失。低温精馏塔取消精馏段，减少了混合制冷剂中的氮气含量，捉高液化系统的效率。低温精馏塔塔顶的高浓度氮氧混合气依次经换热器复温回收低温气体的冷量。本实用新型的具体优点表现为I、机组设备少、流程简单、一次性投资少。2、运行管理方便，维护费用低。3、分离效率高，能量利用率高。
图I是本实用新型的结构示意图(瓦斯气的低温脱氮氧的流程示意图)。
具体实施方式
具体实施方式
一如图I所示，本实施方式所述的瓦斯气的低温脱氮氧装置包括压缩机I、净化系统2、第一换热器3、第二换热器4、第三换热器5、第四换热器6、第五换热器9、第六换热器7、精馏塔8、第一气液分离器10、第二气液分离器11、冷却器12、压缩机13、第一节流阀15、第二节流阀16、第二节流阀17和第四节流阀14 ;瓦斯气通过压缩机I、净化系统2后依次经第一换热器3、第二换热器4、第三换热器5、第四换热器6、第五换热器
9、第六换热器7进行冷却液化后，经第四节流阀14节流降温后进入精馏塔8进行低温精馏，精馏塔8塔底设有液态天然气引出口 ；精馏塔8的塔顶排出的氮氧混合气体依次经第六换热器7、第四换热器6、第三换热器5、第二换热器4、第一换热器3复温提供回收冷量；混合制冷剂经压缩机13增压、冷却器12冷却后进入第一换热器3，然后进入第二气液分离器11，第二气液分离器11的气液相分别进入第二换热器4，进入第二换热器4的液体在第二换热器4中过冷，再经过第一节流阀15降温后与后续流程的第三换热器5返流气混合后共同为第二换热器4和第一换热器3提供冷量；经由第二换热器4流出的气态制冷剂进入第一分离器10，第一分离器10分离出的气液相分别进入第三换热器5，进入第三换热器5的液体再经过第一节流阀16降温，与后续流程的第四换热器6返流气混合后共同为第三换热器
5、第二换热器4、第一换热器3提供冷量；经由第三换热器4流出的气态制冷剂进入第四换热器6，然后经过第三节流阀17降温后再返回第四换热器6提供冷量，并与来自第二节流阀16的液体混合。瓦斯气通过压缩、净化后依次经换热器冷却液化，然后节流进入蒸馏塔分离出氮氧组分，采用低温精馏塔分离液化天然气中的氮氧组分；分离出的氮氧气体回流回收冷量；瓦斯气液化采用混合工质制冷剂液化循环，混合制冷剂由甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丁烷以及氮气等组成；具体实施方式
二 如图I所示，本实施方式所述瓦斯气的低温脱氮氧装置包括精馏塔塔釜换热器18，所述精馏塔塔釜换热器18设置在精馏塔8塔底处，用于进一步分离出精馏塔8引出的液态天然气中的气相。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。利用本实用新型对瓦斯气进行脱氮氧的工艺流程包括冷却降温过程和低温精馏过程；瓦斯气通过压缩、净化后依次经换热器和冷却器冷却降温，降温后节流进入蒸馏塔分离出氮氧气体。分离出的氮氧气体进入换热器回收冷量；混合制冷剂经逐级的冷凝、气液分离、节流膨胀得到不同温度水平的制冷量，逐步冷却和液化净化后的瓦斯气。来引低温位换热器的瓦斯气作为精馏塔底部再沸釜换热器的热源捉高热量而被全部液化。[0018]瓦斯气通过压缩机I、净化系统2后依次经换热器3、4、5、6、再沸釜换热器9、换热器7冷却液化，经节流阀14节流降温后进入精馏塔8进行低温精馏，高纯度的液态天然气从精馏塔8塔底引出作为LNG产品，高浓度的氮氧混合气体从精馏塔塔顶排出并且依次经换热器7、6、5、4、3复温提供回收冷量。其中，精馏塔塔釜的换热器9热量由低温位换热器6引出的瓦斯气提供；混合制冷剂经压缩机13增压、冷却器12冷却后进入换热器3，然后进入气液分离器11，气液相分别进入换热器4，液体在换热器4中过冷，再经过节流阀15降温，与后续流程的返流气混合后共同为换热器4和3提供冷量。气态制冷剂经换热器4后进入分离器10，分离出的气液相分别进入换热器5，液体再经过节流阀16降温，与后续流程的返流气混合后共同为换热器5、4、3提供冷量。气态制冷剂进入换热器6，然后经过节流阀17降温，返回换热器6提供冷量，并与来自节流阀16的液体混合。本实用新型的工作原理为采用混合制冷剂液化流程，瓦斯气节流降温后低温蒸 馏，达到脱除氮氧的目的。
权利要求1.一种瓦斯气的低温脱氮氧装置，其特征在于所述瓦斯气的低温脱氮氧装置包括压缩机(I)、净化系统(2)、第一换热器(3)、第二换热器(4)、第三换热器(5)、第四换热器(6)、第五换热器(9)、第六换热器(7)、精懼塔(8)、第一气液分离器(10)、第二气液分离器(11)、冷却器(12)、压缩机(13)、第一节流阀(15)、第二节流阀(16)、第二节流阀(17)和第四节流阀(14)； 瓦斯气通过压缩机(I)、净化系统(2)后依次经第一换热器(3)、第二换热器(4)、第三换热器(5)、第四换热器￠)、第五换热器(9)、第六换热器(7)进行冷却液化后，经第四节流阀(14)节流降温后进入精馏塔(8)进行低温精馏，精馏塔(8)塔底设有液态天然气引出口 ；精馏塔(8)的塔顶排出的氮氧混合气体依次经第六换热器(7)、第四换热器(6)、第三换热器(5)、第二换热器(4)、第一换热器(3)复温提供回收冷量； 混合制冷剂经压缩机(13)增压、冷却器(12)冷却后进入第一换热器(3)，然后进入第二气液分离器(11)，第二气液分离器(11)的气液相分别进入第二换热器(4)，进入第二换热器(4)的液体在第二换热器(4)中过冷，再经过第一节流阀(15)降温后与后续流程的第三换热器(5)返流气混合后共同为第二换热器(4)和第一换热器(3)提供冷量；经由第二换热器(4)流出的气态制冷剂进入第一分离器(10)，第一分离器(10)分离出的气液相分别进入第三换热器(5)，进入第三换热器(5)的液体再经过第一节流阀(16)降温，与后续流程的第四换热器(6)返流气混合后共同为第三换热器(5)、第二换热器(4)、第一换热器(3)提供冷量；经由第三换热器(4)流出的气态制冷剂进入第四换热器￠)，然后经过第三节流阀(17)降温后再返回第四换热器(6)提供冷量，并与来自第二节流阀(16)的液体混合。
2.根据权要求I所述的瓦斯气的低温脱氮氧装置，其特征在于所述瓦斯气的低温脱氮氧装置还包括精馏塔塔釜换热器(18)，所述精馏塔塔釜换热器(18)设置在精馏塔(8)塔底处，用于进一步分离出精馏塔(8)引出的液态天然气中的气相。
专利摘要瓦斯气的低温脱氮氧装置，它涉及一种综合处理瓦斯气的装置，为了解决利用现有的设备分离瓦斯气中氮氧需要气流全部深度干燥，存在换热面积大、受低压用户多少的限制，液化率低、运行维护成本高的问题。瓦斯气通过压缩机、净化系统后依次经各个换热器、再沸釜换热器、换热器冷却液化，经节流阀节流降温后进入精馏塔进行低温精馏，高纯度的液态天然气从精馏塔塔底引出作为LNG产品，高浓度的氮氧混合气体从精馏塔塔顶排出并且依次经各个换热器复温提供回收冷量。本实用新型具有机组设备少、流程简单、一次性投资少、分离效率高，能量利用率高的优点。
文档编号C10L3/10GK202519219SQ20122013337
公开日2012年11月7日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者贾林祥 申请人:贾林祥