一种新型制氮装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种新型制氮装置，包括空气压缩机、预冷机组、分子筛纯化系统、主换热器、主精馏塔、主冷凝蒸发器、辅精馏塔、辅冷凝蒸发器、增压透平膨胀机、过冷器、液氮泵。该装置采用主精馏塔和辅精馏塔的双塔精馏方法可以将富氧气体进一步进行分离，从而获得较高的氮气提取率。通过串联增压透平膨胀机的增压端，对高纯氮气进行两级加压处理，从而获得中高压的氮气产品直接供客户使用。该装置具有结构简单、便于操作、安全性高的特点，同时该装置整个制氮过程能耗低，适合大规模生产中高压纯氮气产品。氮气产品。氮气产品。

【技术实现步骤摘要】
一种新型制氮装置


[0001]本技术涉及一种新型制氮装置，属于空分装置


技术介绍

[0002]氮气是一种惰性气体，其化学性质稳定，被广泛的应用于电子、化工、食品、机械、冶金等行业。随着国民经济的发展和各行业技术的革新，人们对氮气用量和品质的要求日益增加。
[0003]目前，市面上常见的制备纯氮设备包括单塔制氮和双塔制氮。单塔制氮具有结构简单、操作简便等优点，但该方法的提取效率较低且产品单耗高，不适合大规模的纯氮生产；双塔制氮具有提取率高，能耗较低等优点，但纯氮产品的压力较低，其纯氮产品需经氮气压缩机压缩后才能满足用户对氮气压力的要求。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的不足，本技术提供了一种新型制氮装置，利用主精馏塔和辅精馏塔的双塔精馏方法可以获得较高的氮气提取率，且通过串联增压透平膨胀机的增压端，可将氮气产品两级加压，从而获得中高压的氮气产品。
[0005]为实现上述目的，本技术提供以下技术方案：
[0006]一种新型制氮装置，包括空气压缩机、预冷机组、分子筛纯化系统、主换热器、主精馏塔、主冷凝蒸发器、辅精馏塔、辅冷凝蒸发器、增压透平膨胀机、过冷器、液氮泵；
[0007]所述空气压缩机、预冷机组、分子筛纯化系统、主换热器、主精馏塔、辅精馏塔依次通过管路连接，所述主精馏塔的上端与所述主冷凝蒸发器连接，所述辅精馏塔的上端与所述辅冷凝蒸发器连接，所述主冷凝蒸发器的上端出口分别与所述辅精馏塔底部和所述主换热器连接，所述辅冷凝蒸发器的上端出口与所述主换热器连接。
[0008]所述制氮装置还包括两台增压透平膨胀机，所述两台增压透平膨胀机的膨胀端分别与所述主换热器相连，所述两台增压透平膨胀机的增压端串联并与所述主换热器相连。
[0009]所述制氮装置还包括过冷器，所述过冷器与所述主冷凝蒸发器和所述主精馏塔连接。
[0010]所述制氮装置还包括液氮泵，所述液氮泵与所述辅冷凝蒸发器和所述主精馏塔连接。
[0011]所述分子筛纯化系统包括至少两组分子筛纯化器，所述至少两组分子筛纯化器可交替工作。
[0012]所述制氮装置还包括电加热器，所述电加热器与所述至少两组分子筛纯化器分别管路连接。
[0013]与现有技术相比，本技术取得了如下有益效果：
[0014]采用主精馏塔和辅精馏塔的双塔精馏方法可以将主精馏塔的富氧气体进一步进行分离，从而获得较高的氮气提取率。通过串联增压透平膨胀机的增压端，对高纯氮气进行
两级加压处理，从而获得中高压的氮气产品直接供客户使用。该装置具有结构简单、便于操作、安全性高的特点，同时该装置整个制氮过程能耗低，适合大规模生产中高压氮气产品。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本技术具体实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本技术结构示意图。
具体实施方式
[0017]下面将对本技术具体实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0018]如图1所示，本实施方式中的制氮装置包括空气压缩机(AC)、预冷机组(RU)、分子筛纯化系统(MS)、主换热器(E1、E2)、主精馏塔(C1)、主冷凝蒸发器(K1)、辅精馏塔(C2)、辅冷凝蒸发器(K2)、增压透平膨胀机(ET1、ET2)、过冷器(E3)、液氮泵(P1)；
[0019]其中，空气压缩机(AC)、预冷机组(RU)、分子筛纯化系统(MS)、主换热器(E1、E2)、主精馏塔(C1)、辅精馏塔(C2)依次通过管路连接，主精馏塔(C1)的上端与主冷凝蒸发器(K1)连接，辅精馏塔(C2)的上端与辅冷凝蒸发器(K2)连接，主冷凝蒸发器(K1)的上端出口分别与辅精馏塔(C2)底部和主换热器(E2)连接，辅冷凝蒸发器(K2)的上端出口与主换热器(E2)连接；两台增压透平膨胀机(ET1、ET2)的膨胀端分别与主换热器(E1、E2)相连，两台增压透平膨胀机(ET1、ET2)的增压端串联并与主换热器(E1和E2)相连；过冷器(E3)与主冷凝蒸发器(K1)和主精馏塔(C1)连接；液氮泵(P1)与辅冷凝蒸发器(K2)和主精馏塔(C1)连接。分子筛纯化装置包括两组交替工作的分子筛纯化器(MS1、MS2)，电加热器(EH)与两组分子筛纯化器(MS1、MS2)分别管路连接。
[0020]将空气中的大颗粒杂质进行过滤后，通入至空气压缩机(AC)，空气压缩机(AC)将空气增压后送入预冷机组(RU)进行冷却。预冷后的空气进入到纯化系统(MS)，分子筛纯化器(MS1、MS2)吸附空气中的水分、CO2、C2H2等有害杂质。经分子筛纯化器(MS1、MS2)进一步净化后的空气进入主换热器(E1、E2) ，与返流气的富氧气体和氮气进行热交换，其温度降至接近空气液化点后直接进入主精馏塔(C1)进行精馏。在主精馏塔(C1)的顶部得到高纯度氮气，所述高纯度氮气分为两路，一路氮气经主换热器(E1、E2)复热后进入增压透平膨胀机(ET2)的增压端，再进入增压透平膨胀机(ET1)的增压端，两级增压后的氮气作为产品氮气送至客户端使用；另一路氮气进入主冷凝器(K1)，经冷凝液化后得到液氮，液氮重新进入主精馏塔(C1)上部作为回流液。在主精馏塔(C1)的底部抽取出富氧液空，经过冷器（E3）过冷后富氧夜空节流后进入主冷凝蒸发器(K1)，作为冷源与主精馏(C1)塔顶的氮气换热；主精馏塔(C1)塔顶被汽化后的富氧气体分为两部分，一部分富氧气体进入主换热器（E2）复热后进入增压透平膨胀机（ET1、ET2）的膨胀端进行膨胀，低温膨胀后的富氧气体再次进入主换
热器(E1、E2)后进入电加热器(EH)升温后进入分子筛纯化系统(MS)，对分子筛纯化器(MS1、MS2)进行再生活化。另一部分富氧气体进入辅塔精馏塔(C2)继续进行再精馏，在辅精馏塔(C2)的顶部得到高纯度氮气，氮气进入辅冷凝器(K2)，经冷凝液化后得到的液氮一部分直接作为产品送至客户端使用，另一部分液氮重新进入辅精馏塔(C2)上部作为回流液，其余的液氮经低温泵（P1）可以进入主精馏塔(C1)作为回流液。辅精馏塔(C2)的底部抽取出富氧液空，经过节流后进入辅冷凝蒸发器(K2)，作为冷源与辅精馏(C2)塔顶的氮气换热；辅精馏塔(C2)塔顶被汽化后的富氧气体进入主换热器(E1、E2)复热后直接放空。
[0021]以上对本技术所提供的一种新型制氮装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的结构及工作原理进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的核心思想。应当指出，对于本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型制氮装置，其特征在于：包括空气压缩机、预冷机组、分子筛纯化系统、主换热器、主精馏塔、主冷凝蒸发器、辅精馏塔、辅冷凝蒸发器、增压透平膨胀机、过冷器、液氮泵；所述空气压缩机、预冷机组、分子筛纯化系统、主换热器、主精馏塔、辅精馏塔依次通过管路连接，所述主精馏塔的上端与所述主冷凝蒸发器连接，所述辅精馏塔的上端与所述辅冷凝蒸发器连接，所述主冷凝蒸发器的上端出口分别与所述辅精馏塔底部和所述主换热器连接，所述辅冷凝蒸发器的上端出口与所述主换热器连接。2.根据权利要求1所述的制氮装置，其特征在于：所述制氮装置还包括两台增压透平膨胀机，所述两台增压透平膨胀机的膨胀端分别与所述主换热器相连，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋彬，
申请(专利权)人：苏州制氧机股份有限公司，
类型：新型
国别省市：