中壓氮氣的低溫精餾制取系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了中壓氮氣的低溫精餾制取系統，其特征在于：包括空氣過濾器、空氣壓縮機、增加壓縮機、預冷系統、純化系統、冷箱循環系統，所述的冷箱循環系統包括輔塔、主冷凝蒸發器、過冷器、主精餾塔、主換熱器、污氮膨脹器，本實用新型回收常規制氮裝置中被節流旁通的污氮氣的能量,使污氮通過輔塔的簡單精餾變成“循環空氣”，“循環空氣”經復熱出冷箱回到壓縮機中間級或增壓壓縮機入口，回收“循環空氣”的壓力能，從而達到降低制氮裝置能耗的目的。
【專利說明】
中壓氮氣的低溫精餾制取系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及氮氣制造設備的技術領域，具體涉及中壓氮氣的低溫精餾制取系統。
【背景技術】
[0002]目前中壓氮氣產品需求量仍然越大，單塔低溫精餾制取中壓氮氣的流程仍廣泛應用;如何想辦法降低制氮裝置能耗至關重要。常規制氮流程采用的辦法是:單級低溫精餾后塔頂直接獲得中壓氮氣，同時主冷凝蒸發器產生壓力污氮，污氮部分用于膨脹制冷產生裝置需要的冷量，大部分節流旁通不經膨脹機后經主換熱器復熱出冷箱放空。采用這樣的常規流程，制氮裝置能耗較高，特別是在制氮裝置不產液氮的情況下，裝置的冷量遠遠富裕。隨著有大部分污氮節流旁通;污氮壓力能并未得到充分回收利用，而是被大大浪費，十分可惜。由此可見常規制氮裝置能耗還有改進的空間。
【發明內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種中壓氮氣的低溫精餾制取系統。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案是:
[0005]中壓氮氣的低溫精餾制取系統，其特征在于:包括空氣過濾器、空氣壓縮機、增加壓縮機、預冷系統、純化系統、冷箱循環系統，所述的冷箱循環系統包括輔塔、主冷凝蒸發器、過冷器、主精餾塔、主換熱器、污氮膨脹器，所述的空氣過濾器的出口與空氣壓縮機相連，所述的空氣壓縮機和增加壓縮機的出口并網后與預冷系統相連，所述的預冷系統的出口與純化系統相連，所述的純化系統出口與主換熱器相連，所述的主換熱器出口與主精餾塔相連，所述的主精餾塔的氮氣輸出口經過主換熱器與氮氣產品存放設備相連，主精餾塔的富氧液空輸出口經過過冷器與輔塔相連，輔塔頂部的污氮輸出口先后經過過冷器和主換熱器后與空氣壓縮機和增加壓縮機相連，所述的主冷凝蒸發器出口依次經過過冷器、主換熱器、污氮膨脹器、主換熱器與純化系統相連。
[0006]作為優選，所述的純化系統包括第一純化器、第二純化器和電加熱器。
[0007]作為優選，所述的純化系統設有用于凈化污氮氣的消音器。
[0008]作為優選，所述的主冷凝蒸發器位于主精餾塔上方，所述的輔塔位于主冷凝蒸發器的上方。
[0009]本實用新型制取氮氣系統和常規單級低溫精餾制氮系統相比進行了優化，冷箱里面在主冷凝蒸發器上方增設了一臺輔塔，輔塔可將污氮轉化為組分等同于干空氣的“循環空氣”，所以成本幾乎可以忽略，“循環空氣”經復熱出冷箱回到壓縮機中間級；經特殊設計的空壓機可匹配“循環空氣”的入口壓力，從而達到降低制氮裝置能耗的目的，節能效果十分明顯。
【附圖說明】
[00?0]圖1是本實用新型的流程不意圖。
【具體實施方式】
[0011 ]下面結合附圖和實例對本實用新型做進一步說明。
[0012]如圖所示，中壓氮氣的低溫精餾制取系統，其特征在于:包括空氣過濾器1、空氣壓縮機2、增加壓縮機3、預冷系統4、純化系統、冷箱循環系統，所述的冷箱循環系統包括輔塔
8、主冷凝蒸發器9、過冷器10、主精餾塔11、主換熱器12、污氮膨脹器13，所述的空氣過濾器I的出口與空氣壓縮機2相連，所述的空氣壓縮機2和增加壓縮機3的出口并網后與預冷系統4相連，所述的預冷系統4的出口與純化系統相連，所述的純化系統出口與主換熱器12相連，所述的主換熱器12出口與主精餾塔11相連，所述的主精餾塔11的氮氣輸出口經過主換熱器12與氮氣產品存放設備相連，主精餾塔11的富氧液空輸出口經過過冷器10與輔塔8相連，輔塔8頂部的污氮輸出口先后經過過冷器10和主換熱器12后與空氣壓縮機2和增加壓縮機3相連，所述的主冷凝蒸發器9出口依次經過過冷器10、主換熱器12、污氮膨脹器13、主換熱器12與純化系統相連，所述的純化系統包括第一純化器5、第二純化器6和電加熱器7，所述的純化系統設有用于凈化污氮氣的消音器14，所述的主冷凝蒸發器9位于主精餾塔11上方，所述的輔塔8位于主冷凝蒸發器9的上方。
[0013]實際工作時，原料空氣經過空氣過濾器I過濾后進入空氣壓縮機2壓縮，然后進入預冷系統4，冷卻后的空氣進入第一純化器5脫出水分和二氧化碳，第二純化器6則用于將由主冷凝蒸發器9出來依次經過過冷器10、主換熱器12、污氮膨脹器13、主換熱器12最后由電加熱器7加熱的污氮氣進行再生，兩只純化器交替使用。
[0014]純化后的空氣進入主換熱器12被冷卻到一定溫度后進入主精餾塔11進行精餾，從精餾塔11頂部得到氮氣經過主換熱器12復熱后送出冷箱作為產品供用戶管網。
[0015]主精餾塔11底部的富氧液空經過過冷器10過冷后進入輔塔8，經過輔塔8的精餾，在輔塔8的頂部產生組分等同于干燥空氣的帶壓“循環空氣”，在輔塔8的底部產生帶壓污氮，污氮經過過冷器10復熱后進入主換熱器12中繼續復熱后進入污氮膨脹機13膨脹，膨脹后的低壓污氮氣進入再進入主換熱器12復熱后出冷箱作為純化器再生氣，再生后的污氮通過消音器14放入大氣；帶壓“循環空氣”經過冷器10復熱后進入主換熱器12中繼續復熱，然后回到空氣壓縮機2中間級或增壓壓縮機3入口，之后再次進入預冷系統4，完成循環。
[0016]本實用新型制取氮氣系統和常規單級低溫精餾制氮系統相比進行了優化，冷箱里面在主冷凝蒸發器上方增設了一臺輔塔，輔塔可將污氮轉化為組分等同于干空氣的“循環空氣”，所以成本幾乎可以忽略，“循環空氣”經復熱出冷箱回到壓縮機中間級；經特殊設計的空壓機可匹配“循環空氣”的入口壓力，從而達到降低制氮裝置能耗的目的，節能效果十分明顯。
[0017]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.中壓氮氣的低溫精餾制取系統，其特征在于:包括空氣過濾器(I)、空氣壓縮機(2)、增加壓縮機(3)、預冷系統(4)、純化系統、冷箱循環系統，所述的冷箱循環系統包括輔塔(8)、主冷凝蒸發器(9)、過冷器(10)、主精餾塔(11)、主換熱器(12)、污氮膨脹器(13)，所述的空氣過濾器(I)的出口與空氣壓縮機(2)相連，所述的空氣壓縮機(2)和增加壓縮機(3)的出口并網后與預冷系統(4)相連，所述的預冷系統(4)的出口與純化系統相連，所述的純化系統出口與主換熱器(I2)相連，所述的主換熱器(I2)出口與主精餾塔(II)相連，所述的主精餾塔(11)的氮氣輸出口經過主換熱器(12)與氮氣產品存放設備相連，主精餾塔(11)的富氧液空輸出口經過過冷器(10)與輔塔(8)相連，輔塔(8)頂部的污氮輸出口先后經過過冷器(10)和主換熱器(12)后與空氣壓縮機(2)和增加壓縮機(3)相連，所述的主冷凝蒸發器(9)出口依次經過過冷器(10)、主換熱器(12)、污氮膨脹器(13)、主換熱器(12)與純化系統相連。2.根據權利要求1所述的中壓氮氣的低溫精餾制取系統，其特征在于所述的純化系統包括第一純化器(5)、第二純化器(6)和電加熱器(7)。3.根據權利要求1所述的中壓氮氣的低溫精餾制取系統，其特征在于所述的純化系統設有用于凈化污氮氣的消音器(14)。4.根據權利要求1所述的中壓氮氣的低溫精餾制取系統，其特征在于所述的主冷凝蒸發器(9)位于主精餾塔(11)上方，所述的輔塔(8)位于主冷凝蒸發器(9)的上方。
【文檔編號】F25J3/04GK205536890SQ201620136592
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月23日
【發明人】儲波, 董華艷, 冶小軍, 楊雪, 蔡陽
【申請人】杭州福斯達深冷裝備股份有限公司