[实用新型]一种具有较高产能的空分氮气供应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及空气分离系统中气体分离的装置，特别是一种能够增加氮气投量的装置。

背景技术

空分系统是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体。空分系统一般包括空气过滤系统、空气压缩系统、净化系统、冷却和液化系统、精馏系统等。原料空气经过滤除尘，进入压缩机压缩冷却，再通过空气过滤器和分子筛吸收器等装置，净化空气中混有的机械杂质、水分、二氧化碳、甲烷等杂质。然后纯净、干燥的空气进入空压机和热交换器膨胀机使空气深度冷冻，最后由空分塔分离出液氧、液氮及液氩等产品。

随着经济规模的不断扩张，空分气体的用量成倍的增加，由于产能有限，不能满足经济发展的需要。如果投产新设备，建造新厂房，则耗资巨大。对于中小型空分企业，如何在现有设备的基础上进行改造，来增加产量，保证供应，就成为亟待解决的问题。 

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种在现有精馏塔的基础上增设副塔，以提高氮气产量，节约生产成本。

本实用新型所述技术问题是以下述技术方案实现的：

一种具有较高产能的空分氮气供应装置，它包括气源和由管路依次连接的空气过滤器、空气压缩系统、纯化系统、空气膨胀系统、精馏塔、第一换热器和第二换热器；其中，第一换热器为压缩系统的热交换设备，第二换热器为空气膨胀系统的热交换设备；所述精馏塔从下到上依次为下塔、冷凝蒸发器、上塔，在上塔上增设副精馏塔。

上述具有较高产能的空分氮气供应装置，所述副精馏塔的高度为6～10米。

上述具有较高产能的空分氮气供应装置，所述空气过滤器为自洁式空气过滤器。

本实用新型解决了中小型空分系统的技术难题，通过对现有设备的改造，增加氮气产量，节约生产成本，提高了设备的生产利用效率。

本实用新型在原有空分精馏塔的基础上加设了一个副精馏塔，使塔增高，塔板增加，增大了换热空间，提高了氮气的产量。空分精馏塔是利用液体的沸点不同而进行分离的装置，由于精馏塔的换热效果与理论塔板数有关，增加塔高能有效的增加理论塔板数，使气、液更好地分离，从而提高了氮气的产量。它可以仅对现有设备进行改造，而且对空分精馏系统之前的装置不会产生影响，所以制造或改造成本较低，实施更为方便。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图中各标号清单为：1、空气过滤器，2、压缩系统，3、纯化系统，4、膨胀系统，5、精馏塔，5-1、上塔，5-2、下塔，5-3、冷凝蒸发器，5-4、副精馏塔，6、第一换热器，7、第二换热器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型包括气源和由管路依次连接的空气过滤器1、空气压缩系统2、纯化系统3、空气膨胀系统4、精馏塔5。其中气源为无污染或者污染较小的空气。空气过滤器1为自洁式空气过滤器。第一换热器6中的循环水管路与压缩系统2连接，能够使用空分系统的循环水对压缩的空气进行冷却。纯化系统3为分子筛吸附器，能够除去空气中的水、二氧化碳、烃类等杂质。空气膨胀系统4给空气提供冷量，第二换热器7使用精馏塔5内的反流低温氮气与膨胀机膨胀后的空气换热。膨胀换热后的低温气体进入精馏塔5与低温液体换热，使空气中各成分分离，达到精馏的目的。精馏塔5从上到下依次为上塔5-1、冷凝蒸发器5-3、下塔5-2，在原有的空分精馏塔5上曾设了一个副精馏塔5-4，使换热面积增大。副精馏塔5-4的高度为精馏塔5高度的20%~30%，对常用精馏塔而言，增设的副精馏塔绝对高度约为6～10米。

以下结合具体实施例对工作原理作进一步说明。

空气由气源经管道进入自洁式空气过滤器，除去其中的油污和灰尘等杂质，然后进压缩机压缩到一定的压力，气体在压缩的过程中温度升高，与空分循环水换热降温，冷却的空气其中的水分含量进一步降低，然后进入分子筛纯化器中进一步除去水分、二氧化碳、烃类等杂质，进入膨胀机膨胀，膨胀机为纯化后的气体提供冷量，膨胀后的低温气体与空分塔的反流气体换热，温度进一步降低，然后进入空分精馏塔5与低温液体换热分离。由于加设了一个副精馏塔5-4，换热空间增大，也提高了分离效果。