[实用新型]一种低温精馏法提纯氮气装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种低温精馏法氮气提纯装置，主要用于从原料氮气中去除部分杂质以提高氮气的品质，生产高纯氮气产品，属于低温气体分离技术领域。

背景技术

随着我国化工产业的发展水平逐步提高，工业生产效率的提高以及更先进的工艺流程都对原料气体的纯度有了更高的要求；尤其是对O₂这一类化学性质比较活泼的物质，在实际生产过程中，将其流量控制得越小，生产效率也能得到显著的提升。

在这种条件下结合现场实际情况，需要提供尽可能简洁方便，对现有装置影响较小的氮气提纯方案，以便快速适应新工艺的需要。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构组成简单，成本低，能够有效去除原有氮气管网中的氧，氩，氢等杂质，增加高纯度氮产品的产量的低温精馏法氮气提纯装置及提纯方法。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，一种低温精馏法提纯氮气装置，它包括一带有冷凝器的低温精馏塔，所述的低温精馏塔外配置有一供原料氮气通过并冷却至饱和温度的主换热器，在该主换热器中至少还设置有一供从低温精馏塔上部获得产品高纯氮气引出并通过的高纯氮气换热通道；所述的低温精馏塔外还配置有一供从低温精馏塔下部获得低纯液氮引出并通过的过冷器，在该过冷器中还设置有一供从低温精馏塔顶部获得低纯氮气引出并通过的过冷换热通道。

作为优选：所述的主换热器中还设置有一供低纯氮气05从过冷器中通过后再次进入的低纯氮气换热通道；所述的低温精馏塔还外配有用于冷量补充的低温液体回灌系统，该系统的液氮倒灌管路与通过过冷器后的低纯液氮04管路连通并接于低温精馏塔的上部。

本实用新型具有以下特点：

一是本实用新型针对现有氮气管网中一定量的氮气进行提纯，最小限度影响现有工艺装置的生产。同时冷箱组装出厂，减少现场工程作业量，以最快速度配合新工艺要求，提升生产效率；

二是本实用新型可通过增加冷量供应的方式，如增加液体补充量或膨胀机负荷，增加高纯度液态氮的产量，根据实际情况可用作检修时的备用气源或者外卖；

本实用新型具有结构组成简单，成本低，能够有效去除原有氮气管网中的氧，氩，氢等杂质，增加高纯度氮产品的产量等特点。

附图说明

图1是本实用新型的一个优选实例示意图。

图中的标号是：01为原料氮气，02为主换热器，03原料液氮来自用户，04为低纯液氮，05为出塔低纯氮气，06为产品高纯氮气；07为氮塔；08为冷凝器；09为过冷器；10为余气放空；11为高纯液态氮管线。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明：图1所示，本实用新型所述的一种低温精馏法提纯氮气装置，它包括一带有冷凝器的低温精馏塔，所述的低温精馏塔外配置有一供原料氮气通过并冷却至饱和温度的主换热器，在该主换热器中至少还设置有一供从低温精馏塔上部获得产品高纯氮气06引出并通过的高纯氮气换热通道；所述的低温精馏塔外还配置有一供从低温精馏塔下部获得低纯液氮04引出并通过的过冷器，在该过冷器中还设置有一供从低温精馏塔顶部获得低纯氮气05引出并通过的过冷换热通道。

图中所示，所述的主换热器中还设置有一供低纯氮气05从过冷器中通过后再次进入的低纯氮气换热通道；所述的低温精馏塔还外配有用于冷量补充的低温液体回灌系统，该系统的液氮倒灌管路与通过过冷器后的低纯液氮04管路连通并接于低温精馏塔的上部。

实施例1：图1所示，原料氮气01进入板式换热器02冷却至饱和温度后，进入氮塔07参与精馏；

氮气经氮塔精馏后，获得低纯液氮04和产品高纯氮气06，低纯液氮经过过冷器09过冷后，和补充液氮03混合节流，进入冷凝器08，作为精馏系统的冷源。从精馏塔获得的高纯氮气进入冷凝蒸发器冷凝后成为高纯液态氮11返回精馏塔，另一部分从精馏塔的上部获得的高纯氮气作为产品06在板式换热器中复热出冷箱送入用户管网；同时设有余气放空10，防止不凝气的积聚；

从冷凝蒸发器上部引出低纯氮气05，和余气放空09混合后，经板式换热器复热出冷箱，依组分可选择回到指定管网或放空；

上述实施例仅是本实用新型的实施案例之一，对于低温精馏法提纯氮气的装置来说，可以做出各种变型和优化，但不管流程作何种变化，只要在配套装置及方法中出现采用倒灌低温液体或膨胀机制冷，配置精馏塔对相应组分进行分离提纯的技术路线，都属于本专利的保护范围。