回收合成氨馳放氣中甲烷和氬氣的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于合成氨馳放氣回收利用領域，具體涉及一種回收合成氨馳放氣中甲烷和氬氣的裝置。
【背景技術】
[0002]液體甲烷是一種優質能源，具有熱值高、潔凈、燃燒污染小等特點，且便于運輸，是21世紀中國城市民用燃氣首選燃料。液體甲烷可作為優質的車用燃料，與汽車燒汽油相比，它具有熱值高、抗爆性好、燃燒完全、排氣污染少、發動機壽命長、降低運輸成本等優點。
[0003]氬氣是目前工業上應用很廣的稀有氣體。在飛機制造、造船、原子能工業和機械工業部門，對特殊金屬，例如鋁、鎂、銅及其合金和不銹鋼在焊接時，往往用氬作為焊接保護氣，防止焊接件被空氣氧化或氮化。在金屬冶煉方面，氧、氬吹煉是生產優質鋼的重要措施，每煉It鋼的氬氣消耗量為1?3m3。此外，對鈦、鋯、鍺等特殊金屬的冶煉，以及電子工業中也需要用氬作為保護氣。由于空氣中氬的含量極少(0.093%)，傳統空分制氬，成本很尚ο
[0004]合成氨生產工藝中所需的氮氣來自空氣，因此將隨著空氣帶入氬氣。而且由于原料中甲烷不能完全變換，或者在造氣工藝中采用了甲烷化工序，而使合成原料氣中增添了一些甲烷。由于氬和甲烷在合成系統中是不起反應的，所以必然會在系統中積累，因此合成系統必須經常抽出一部分馳放氣。通常會將馳放氣中含量較高的氫和氮大部分回收利用，將剩余含氫、氮、氬、甲烷的馳放氣去鍋爐燃燒，會造成資源浪費。因此開發出一種能夠回收合成氨馳放氣中的甲烷和氬氣，實現資源的重復利用，具有重要的經濟和環保價值。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種回收合成氨馳放氣中甲烷和氬氣的裝置。
[0006]基于上述目的，本實用新型采用如下技術方案:回收合成氨馳放氣中甲烷和氬氣的裝置，包括依次設置的膜分離器、純化器和分餾系統，分餾系統上連接有深冷系統；所述深冷系統包括循環壓縮機、增壓機和膨脹機，循環壓縮機與增壓機相連接，增壓機的出口連接在分餾系統上，膨脹機的進口連接在分餾系統上，膨脹機的出口與循環壓縮機的進口相連通。
[0007]所述分餾系統包括連接在純化器上的換熱器，換熱器的熱流管路出口上連接有分餾塔，分餾塔頂部的氣體出口上連接有氬氣液化器，換熱器的冷流管路入口與增壓機相連通，換熱器的冷流管路出口與膨脹機相連通。
[0008]氬氣液化器頂部的氣體出口上連接有氮氣壓縮機，氬氣液化器與氮氣壓縮機之間的管路上設有氮氣補充支管，氮氣壓縮機的出口與循環壓縮機的進口相連通。
[0009]所述純化器為分子篩吸附器。
[0010]本實用新型具有以下優點:本實用新型通過膨脹制冷，換熱效率高，能耗低，將氮氣循環使用，有效降低了制冷劑的使用量，降低了生產成本；采用兩級系統回收甲烷和液氬，回收率高，實現了甲烷和液氬的資源化利用，有利于環境保護，并提高了企業的經濟效益。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0013]回收合成氨馳放氣中甲烷和氬氣的裝置，其結構如圖1所示，包括依次設置的膜分離器1、分子篩吸附器2和分餾系統，分餾系統上連接有深冷系統。
[0014]所述分餾系統包括連接在分子篩吸附器2上的換熱器3，換熱器3的熱流管路出口上連接有分餾塔4，分餾塔4頂部的氣體出口上連接有氬氣液化器5。
[0015]所述深冷系統包括第一壓縮機9、增壓機8和膨脹機7，第一壓縮機9與增壓機8相連接，增壓機8的出口連接在換熱器3冷流管路的進口上，膨脹機7的進口與換熱器3的冷流管路出口相連通，膨脹機7的出口與第一壓縮機9的進口相連通。
[0016]氬氣液化器5頂部的氣體出口上連接有第二壓縮機6，氬氣液化器5與第二壓縮機6之間的管路上設有氮氣補充支管，第二壓縮機6的出口與第一壓縮機9的進口相連通。
[0017]本實用新型的工作過程為:(1)將去除氨之后的馳放氣輸送至膜分離器1，膜的滲透側為氫氣，回收率達98.03%，截留側的氣體繼續輸送至分子篩吸附器2，去除氣體中的水分;
[0018](2)去除水分后氣體進入換熱器3換熱后進入分餾塔4，液體甲烷從塔底排出，甲烷的純度達99.56%以上，回收率高達99.56% ;塔頂的不凝氣繼續輸送至氬氣液化器5，氬氣液化器5頂部排出的氣體主要為氮氣，與額外補充的氮氣混合后進入第二壓縮機6內加壓，然后與通過通脹機膨脹降溫后的氮氣混合后依次進入第一壓縮機9、增壓機8加壓后作為制冷劑進入換熱器3。
【主權項】
1.回收合成氨馳放氣中甲烷和氬氣的裝置，其特征在于，包括依次設置的膜分離器、純化器和分餾系統，分餾系統上連接有深冷系統；所述深冷系統包括循環壓縮機、增壓機和膨脹機，循環壓縮機與增壓機相連接，增壓機的出口連接在分餾系統上，膨脹機的進口連接在分餾系統上，膨脹機的出口與循環壓縮機的進口相連通。2.根據權利要求1所述的回收合成氨馳放氣中甲烷和氬氣的裝置，其特征在于，所述分餾系統包括連接在純化器上的換熱器，換熱器的熱流管路出口上連接有分餾塔，分餾塔頂部的氣體出口上連接有氬氣液化器，換熱器的冷流管路入口與增壓機相連通，換熱器的冷流管路出口與膨脹機相連通。3.根據權利要求2所述的回收合成氨馳放氣中甲烷和氬氣的裝置，其特征在于，氬氣液化器頂部的氣體出口上連接有氮氣壓縮機，氬氣液化器與氮氣壓縮機之間的管路上設有氮氣補充支管，氮氣壓縮機的出口與循環壓縮機的進口相連通。4.根據權利要求3所述的回收合成氨馳放氣中甲烷和氬氣的裝置，其特征在于，所述純化器為分子篩吸附器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種回收合成氨馳放氣中甲烷和氬氣的裝置，屬于合成氨馳放氣回收利用領域，包括依次設置的膜分離器、純化器和分餾系統，分餾系統上連接有深冷系統；所述深冷系統包括循環壓縮機、增壓機和膨脹機，循環壓縮機與增壓機相連接，增壓機的出口連接在分餾系統上，膨脹機的進口連接在分餾系統上，膨脹機的出口與循環壓縮機的進口相連通。本實用新型通過膨脹制冷，換熱效率高，能耗低，將氮氣循環使用，有效降低了制冷劑的使用量，降低了生產成本；采用兩級系統回收甲烷和液氬，回收率高，實現了甲烷和液氬的資源化利用，有利于環境保護，并提高了企業的經濟效益。
【IPC分類】F25J5/00, F25J3/02
【公開號】CN205090724
【申請號】CN201520761611
【發明人】陳雷剛, 王利波, 馬文生
【申請人】河南晉開化工投資控股集團有限責任公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年9月29日