專利名稱：工業化氮氣生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種工業化氮氣生產工藝。
背景技術：
氮氣，在工業生產中，具有廣泛的應用價值。現有的氮氣、氧氣分離工藝普遍存在分離效率低下，分離后的純度較低等缺陷。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種分離效率高、氮氣氧氣純度高的工業化氮氣生產工藝。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下:
工業化氮氣生產工藝，其特征在于，包括如下步驟:
原料空氣進入空氣過濾器，濾去塵埃和機械雜質，再進入空氣壓縮機進行壓縮；
壓縮后的高壓氣 體進入空氣預冷系統中的空氣冷卻塔，進行水冷卻和洗滌處理，空氣冷卻塔頂部設有游離水分離裝置和防液泛裝置，以防止空氣中游離水分的帶出；
經過空氣預冷系統處理的潔凈空氣進入換熱器，被返流的液氮回流液冷卻，降溫后接近露點的空氣進入分餾塔的底端，進行分餾，分餾塔中上升氣體與下流液體充分接觸傳熱傳質，在分餾塔頂部得到高純氮氣，高純氮氣進入置于分餾塔頂部的冷卻蒸發器冷凝，在氣氮冷凝至液氮的同時，冷凝蒸發器中的液氧汽化成高純氧氣，通過壓縮后充裝至鋼瓶中或者進入需求的生產線；
一部分液氮作為分餾塔的回流液進行向下流動，以冷卻進入換熱器的潔凈空氣；另一部分液氮、分離氧氣后的液態空氣匯流后被送入精餾塔，通過精餾得到高純氮氣，通過壓縮后充裝至鋼瓶中或者進入需求的生產線。進一步，用于回流的液氮與進入精餾塔的液氮的體積比為1:15 — 25。本發明工業化氮氣生產工藝，通過合理的設備排布、預處理方法及設備、以及合理的工藝參數設計，使分離的氮氣及氧氣的純度較高，完全滿足工業用氮氣的需求。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步的說明，需要說明的是，僅僅是對本發明構思所作的舉例和說明，所屬本技術領域的技術人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發明的構思或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應視為落入本發明的保護范圍。工業化氮氣生產工藝，包括如下步驟:
原料空氣進入空氣過濾器，濾去塵埃和機械雜質，再進入空氣壓縮機進行壓縮。
壓縮后的高壓氣體進入空氣預冷系統中的空氣冷卻塔，進行水冷卻和洗滌處理，空氣冷卻塔頂部設有游離水分離裝置和防液泛裝置，以防止空氣中游離水分的帶出。經過空氣預冷系統處理的潔凈空氣進入換熱器，被返流的液氮回流液冷卻，降溫后接近露點的空氣進入分餾塔的底端，進行分餾，分餾塔中上升氣體與下流液體充分接觸傳熱傳質，在分餾塔頂部得到高純氮氣，高純氮氣進入置于分餾塔頂部的冷卻蒸發器冷凝，在氣氮冷凝至液氮的同時，冷凝蒸發器中的液氧汽化成高純氧氣，通過壓縮后充裝至鋼瓶中或者進入例如玻璃生產等需求的生產線。一部分液氮作為分餾塔的回流液進行向下流動，以冷卻進入換熱器的潔凈空氣。另一部分液氮、分離氧氣后的液態空氣匯流后被送入精餾塔，通過精餾得到高純氮氣，通過壓縮后充裝至鋼瓶中或者進入例如玻璃生產等需求的生產線。其中，用于回流的液氮與進入精餾塔的液氮的體積比為1:15 — 25，優選為1:21.3675，通過實驗證實，當體積比達到1:21.3675時，可顯著提升分離的氣體的純度、產量，實現分餾和精餾效率的最大化。通過上述生產工藝分離的氮氣和氧氣的純度均達到99.9%。另外 ，上述精餾和分流的控制參數可參照現有技術。
權利要求
1.工業化氮氣生產工藝，其特征在于，包括如下步驟: 原料空氣進入空氣過濾器，濾去塵埃和機械雜質，再進入空氣壓縮機進行壓縮； 壓縮后的高壓氣體進入空氣預冷系統中的空氣冷卻塔，進行水冷卻和洗滌處理，空氣冷卻塔頂部設有游離水分離裝置和防液泛裝置，以防止空氣中游離水分的帶出； 經過空氣預冷系統處理的潔凈空氣進入換熱器，被返流的液氮回流液冷卻，降溫后接近露點的空氣進入分餾塔的底端，進行分餾，分餾塔中上升氣體與下流液體充分接觸傳熱傳質，在分餾塔頂部得到高純氮氣，高純氮氣進入置于分餾塔頂部的冷卻蒸發器冷凝，在氣氮冷凝至液氮的同時，冷凝蒸發器中的液氧汽化成高純氧氣，通過壓縮后充裝至鋼瓶中或者進入需求的生產線； 一部分液氮作為分餾塔的回流液進行向下流動，以冷卻進入換熱器的潔凈空氣；另一部分液氮、分離氧氣后的液態空氣匯流后被送入精餾塔，通過精餾得到高純氮氣，通過壓縮后充裝至鋼瓶中或者進入需求的生產線。
2.根據權利要求1所述的工業化氮氣生產工藝，其特征在于，用于回流的液氮與進入精餾塔的液氮的體積比為1 :15 — 25。
全文摘要
本發明涉及一種工業化氮氣生產工藝。原料空氣依次經過空氣過濾器、空氣壓縮機、空氣預冷系統中的空氣冷卻塔、換熱器、分餾、冷卻蒸發器和精餾，得到高純氮氣(以及高純氧氣)，再通過壓縮后充裝至鋼瓶中或者進入需求的生產線。用于回流的液氮與進入精餾塔的液氮的體積比為115—25。本發明工業化氮氣生產工藝，通過合理的設備排布、預處理方法及設備、以及合理的工藝參數設計，使分離的氮氣及氧氣的純度較高，完全滿足工業用氮氣的需求。
文檔編號F25J3/04GK103216999SQ201310133418
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月17日 優先權日2013年4月17日
發明者郭建君, 張波 申請人:鳳陽徽亨商貿有限公司