[实用新型]一种生产高纯氧和高纯氮的装置

说明书

一种生产高纯氧和高纯氮的装置，包括空压机、预冷系统、预纯化器和冷箱；所述冷箱中设有主换热器、膨胀机、过冷器、高压塔、低压塔、脱甲烷塔和高纯氧塔；预纯化器出口分两路，一路连至主换热器、高压塔；另一路经膨胀机至主换热器，再连至膨胀机膨胀端、低压塔；高压塔塔顶出口连接至高纯氮产品供应管路；高压塔富氧流体出口连接过冷器，分两路，一路连至低压塔，另一路连至脱甲烷塔；低压塔纯氮流体出口连至高压塔；脱甲烷塔塔顶出口连接高纯氧塔，高纯氧塔塔釜连接高纯液氧产品供应管路。本实用新型中设置了单独的脱甲烷塔，可以在保证高纯氧纯度的基础上提高高纯氧的提取率，经济性好。

技术领域

本实用新型属于空气分离提纯技术领域，具体涉及一种生产高纯氧和高纯氮的装置。

背景技术

工业气体被喻为工业的“血液”。随着中国经济的快速发展，工业气体作为国民经济基础工业要素之一，在国民经济中的重要地位和作用日益凸显。尤其是随着互联网时代的到来，电子、多晶硅等行业广泛兴起，工业气体中的优等生——高纯气体的需求越来越多。

作为高纯气体的中的大宗气体，高纯氧气和高纯氮气在电子、多晶硅等行业的应用越来越广泛，而目前的高纯氧大多是从空分中作为副产品生产得到，产能相对需求而言不足，高纯氮则是采用深冷精馏的方法从制氮装置中获得。

目前仅有极少量的装置能够同时制备高纯氧和高纯氮，但是，这些装置中，均没有单独且能彻底脱除甲烷的装置，生产时，仅在精馏塔的中部抽取极少一部分可以忽略甲烷含量的流体作为生产高纯氧的原料，造成了生产高纯氧时提取率低下的问题，并且，氧的纯度越高，提取率越低。

因此，并未得到广泛的应用。对于需要同时应用高纯氧和高纯氮的行业来讲，仍然难以满足要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种生产高纯氧和高纯氮的装置，可同时制备高纯氧和高纯氮两种产品，获得的高纯氧产品氧含量范围≥99.999％，甚至达到超纯氧的标准，氧含量范围≥99.9999％，获得的高纯氮产品氮含量范围≥99.999％，分别达到国标《GB/T14599纯氧、高纯氧和超纯氧》中的高纯氧和《GB/T8979纯氮、高纯氮和超纯氮》中的高纯氮的标准要求。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种生产高纯氧和高纯氮的装置，包括空压机、预冷系统、预纯化器和冷箱；所述冷箱中设有主换热器、膨胀机、过冷器、液氮泵、高压塔、低压塔、脱甲烷塔和高纯氧塔；其中，

所述主换热器设至少两降温入口及出口、至少两复热入口及出口；所述膨胀机由增压和膨胀两部分组成；所述过冷器设降温入口及出口、复热入口及出口；所述高压塔顶部设置冷凝器，塔体设空气入口和纯氮流体入口，塔顶设高纯氮流体出口，塔釜设富氧流体出口；所述低压塔顶部设置冷凝器，塔体设富氧流体入口和空气入口，塔顶设纯氮流体出口，塔釜设富氧流体出口；所述脱甲烷塔顶部设置冷凝器，塔体设富氧流体入口、塔顶设含氧流体出口，塔釜设富甲烷流体出口；所述高纯氧塔塔釜设置再沸器，塔体设含氧流体入口，塔顶设含氮流体出口，塔釜设高纯氧流体出口；所述高纯氧流体出口为高纯氧液体出口和/或气体出口；

所述空压机出口与预冷系统入口连接，预冷系统出口连接预纯化器入口，预纯化器出口管路分成两路，一路连接至冷箱内主换热器降温入口，经降温出口连接至高压塔的空气入口；另一路连接至冷箱内膨胀机增压端，由膨胀机增压端连接至主换热器的另一降温入口，再由降温出口连接至膨胀机膨胀端，由膨胀机膨胀端连接至低压塔空气入口；

所述高压塔塔顶高纯氮流体出口管路连接至主换热器复热入口，再经复热出口连接至高纯氮产品供应管路；高压塔塔釜富氧流体出口管路连接至过冷器降温入口，过冷器降温出口管路分成两路，一路连接至低压塔富氧流体入口；另一路连接至脱甲烷塔的富氧流体入口；

所述低压塔塔顶的纯氮流体出口经液氮泵连接至高压塔的纯氮流体入口；