專利名稱：一種制氮裝置及其制氮方法
技術領域：
本發明涉及一種制氮裝置及其制氮方法，尤其是涉及一種深冷制氮設備及其制氮 的工藝流程。
背景技術：
隨著經濟發展，科技研發民用工業，都離不開氣體工業與低溫技術，全球特別是中 國的經濟增長，使空分市場前景看好、形勢樂觀。當前國內外空分，處于“黃金時期”，成為 “朝陽工業”。石化、電子、化纖、多晶硅等工業的發展需要高純氮氣越來越多。制氮設備，屬 于國家鼓勵發展的節能環保范疇。項目符合國家節約資源、堅持可持續發展的要求。國家 發布實施的《促進產業結構調整暫行規定》和與之相配的《產業結構調整指導目錄》，“能耗” 是劃分“目錄”的一個很重要的標準。采用高新技術來降低能耗的項目列入“鼓勵類”，凡是 資源和能源消耗高、嚴重污染環境和破壞環境的項目則被列入“淘汰類”，一批落后產品將 被限期淘汰。一般的，行業內大多需要有壓力的氮氣，以滿足生產工藝的需要。然而，大多制氮 方法不能直接生產出壓力氮，需要在生產出氮氣后，再在該氮氣中加壓，效率較低；另外，即 便是少數可以直接生產出壓力氮的方法，也存在提取率較低的問題。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明解決的技術問題是提供一種制氮裝置及其制氮方 法，可克服上述技術問題，提取率較高的直接生產出壓力氮。本發明的目的通過提供以下技術方案實現一種制氮裝置，包括空氣壓縮機、與所述空氣壓縮機管路連接的預冷機組、與該預 冷機組管路連接的純化系統，以及與所述純化系統管理連接的分餾塔。進一步地，所述分餾塔還包括兩個主換熱器、；與所述主換熱器管路連接的精餾塔、冷器、膨脹機、輔塔；設置于所述精餾塔上部的主冷；管路連接于所述精餾塔和所述輔塔的低溫泵；以及設置于輔塔上部的輔冷。本發明的目的還可通過以下方法實現一種制氮方法，其中，包括以下步驟S100、原料空氣由空氣壓縮機壓縮；S102、經預冷機組冷卻，然后再進入純化系統；S104、在純化系統中吸附掉原料空氣中的水分、二氧化碳及碳氫化合物后進入分 餾塔；S106、在分餾塔的主換熱器中，空氣與返流的富氧氣和氮氣進行換熱，溫度降至接 近空氣液化點進入精餾塔進行精餾；
S108、在精餾塔的頂部得到高純度氮氣。進一步地，在SlOO中，原料空氣由空氣壓縮機壓縮至0. 9MPa。再進一步地，在所述S108后，所述高純度氮氣的一部分經主冷冷凝液化為液氮。與現有技術相比，本發明的有益效果是制壓力氮效率較高，且提取率也較高。
下面結合附圖對本發明作進一步說明圖1為本發明制氮裝置的電路圖。圖2為本發明制氮方法的流程圖。
具體實施例方式以下參照
本發明的最佳實施方式。如圖1所示，本發明的制氮裝置，包括空氣壓縮機10、與所述空氣壓縮機10管路連 接的預冷機組20、與該預冷機組20管路連接的純化系統30，以及與所述純化系統30管理 連接的分餾塔40。其中，該分餾塔40還包括兩個主換熱器401、402、與所述主換熱器管路連接的精 餾塔403、設置于所述精餾塔403上部的主冷404、與所述主換熱器和所述精餾塔403管路 連接的冷器405、與所述主換熱器管路連接的膨脹機406、407、與所述主換熱器管路連接的 輔塔408、與所述精餾塔403管路連接的低溫泵409，以及設置于輔塔408上部的輔冷410。其中，如圖2所示，本發明的制氮方法包括以下步驟S100、原料空氣由空氣壓縮機10壓縮至 0. 9MPa ；S102、經預冷機組20冷卻，然后再進入純化系統30 ；S104、在純化系統30中吸附掉原料空氣中的水分、二氧化碳及碳氫化合物后進入 分餾塔40 ；S106、在分餾塔40的主換熱器401、402中，空氣與返流的富氧氣和氮氣進行換熱， 溫度降至接近空氣液化點進入精餾塔403進行精餾；S108、在精餾塔403的頂部得到高純度氮氣，這股高純度氮氣一部份作為產品氮 氣，經主換熱器401、402復熱后出分餾塔403，送至用戶；S110、另一部份，經主冷冷凝液化為液氮，所得液氮的一部份作為產品輸出，另一 部份重新入分餾塔40作回流液。優選地，上述S106步驟中，還包括以下步驟從分餾塔底抽取的富氧液空，經過冷器405過冷后節流在主冷404中蒸發；富氧液 空在主冷404內蒸發后，一部分進入主換熱器401、402復熱后進入膨脹機406、407制冷，膨 脹后的富氧氣經主換熱器401、402復熱后出分餾塔，去純化系統30作為純化系統30的再 生氣和冷吹氣；另一部分進入輔塔408精餾，精餾的液氮經低溫泵409進入精餾塔403，液 空節流后進入輔冷410與主冷404未蒸發液空匯合蒸發，蒸發后蒸汽經過冷405與主換熱 器401、402復熱后放空。盡管為示例目的，已經公開了本發明的優選實施方式，但是本領域的普通技術人 員將意識到，在不脫離由所附的權利要求書公開的本發明的范圍和精神的情況下，各種改進、增加以及取代是可能的。
權利要求
1.一種制氮裝置，其特征在于，包括空氣壓縮機(10)、與所述空氣壓縮機(10)管路連 接的預冷機組(20)、與該預冷機組(20)管路連接的純化系統(30)，以及與所述純化系統 (30)管理連接的分餾塔(40)。
2.如權利要求1所述的制氮裝置，其特征在于，所述分餾塔(40)還包括兩個主換熱器 (401)、(402)；與所述主換熱器管路連接的精餾塔(403)、冷器(405)、膨脹機(406)、(407)、輔塔 (408)；設置于所述精餾塔(403)上部的主冷(404)； 管路連接于所述精餾塔(403)和所述輔塔(408)的低溫泵(409)； 以及設置于輔塔(408)上部的輔冷(410)。
3.一種制氮方法，其特征在于，包括以下步驟 S100、原料空氣由空氣壓縮機壓縮；S102、經預冷機組冷卻，然后再進入純化系統；S104、在純化系統中吸附掉原料空氣中的水分、二氧化碳及碳氫化合物后進入分餾塔；S106、在分餾塔的主換熱器中，空氣與返流的富氧氣和氮氣進行換熱，溫度降至接近空 氣液化點進入精餾塔進行精餾；S 108、在精餾塔的頂部得到高純度氮氣。
4.如權利要求3所述的制氮方法，其特征在于，在SlOO中，原料空氣由空氣壓縮機壓縮 至 0. 9MPa。
5.如權利要求3或4所述的任一種制氮方法，其特征在于，在所述S108后，所述高純度 氮氣的一部分經主冷冷凝液化為液氮。
全文摘要
本發明提供了一種制氮裝置，其特征在于，包括空氣壓縮機(10)、與所述空氣壓縮機(10)管路連接的預冷機組(20)、與該預冷機組(20)管路連接的純化系統(30)，以及與所述純化系統(30)管理連接的分餾塔(40)。與現有技術相比，本發明的有益效果是制壓力氮效率較高，且提取率也較高。
文檔編號F25J3/00GK102003865SQ201010537090
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月9日 優先權日2010年11月9日
發明者蔣彬 申請人:蘇州制氧機有限責任公司