[发明专利]一种集成高纯氮和氩气的回收装置及其回收方法

权利要求书

1.一种集成高纯氮和氩气的回收方法，包括氩气回收流路和空气氮气流路，其特征在于：

所述氩气回收流路，包括如下步骤：

S11，将回收氩气经氩气压缩机加压后，进入除一氧化碳器去除其中的CO；除CO后的氩气与加入的氢气混合进入除氧器中去除其中的氧气，高温氩气进入氩气预冷纯化系统中脱除其中的水和二氧化碳，得干燥的粗氩气；

S12，将干燥的粗氩气送入精馏冷箱，先经换热器降温至液化温度后进入设立于精氩塔底部的氩塔再沸器，在氩塔再沸器中，大部分气体被液化，出氩塔再沸器的气液混合流体经节流降压后送入精氩塔中上部参与精馏；

S13，进入精氩塔的气液混合流体，其中的液体部分随着塔内液体下降，在塔底得到纯液氩；从精馏塔底部抽出纯液氩经节流降压后送入氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧，纯液氩在氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧蒸发为氩气，经过换热器复热回收冷量后送出精馏冷箱；

S14，进入精氩塔的气液混合流体，其中的气体部分随着塔内气体上升，在塔顶的气体主要为氢气与氮气，从精氩塔顶部抽出的气体的一部分进入辅助冷凝蒸发器，与部分液空进行换热，冷凝为液体后送入精氩塔；

所述空气氮气流路，包括如下步骤：

S21，空气经空气压缩机压缩后，进入空气预冷纯化系统去除其中的水和二氧化碳；干燥后的空气经精馏冷箱内的换热器降温至液化温度，之后进入氮塔底部，为氮塔提供精馏气体；

S22，进入氮塔底部的带液空气，其中的重组分在液体中积聚，在塔底得到液体的富氧气；其中的轻组分在气体中积聚，在塔顶得到高纯度氮气；

S23，从氮塔塔顶抽出的高纯度氮气分为两部分：第一部分氮气送入氮塔冷凝蒸发器的高温侧，被降温冷却为液氮后送回氮塔参与氮塔的精馏；第二部分氮气，经过换热器复热回收冷量后，送出精馏冷箱，然后送入氩气预冷纯化系统内作为再生气使用；

S24，从氮塔的底部抽出的第一部分富氧液空经调整压力后，进入辅助冷凝蒸发器为其提供冷源，本身被汽化，然后进入换热器复热，出精馏冷箱后输送至空气预冷纯化系统内作为干燥气体。

2.根据权利要求1所述的集成高纯氮和氩气的回收方法，其特征在于，步骤S11中，除CO后的氩气经第一冷却器冷却降温后，与加入的氢气混合进入除氧器中进行反应，反应后的高温氩气经第二冷却器降温后进入氩气预冷纯化系统。

3.根据权利要求1所述的集成高纯氮和氩气的回收方法，其特征在于，步骤S13中，来自所述精馏冷箱外界的补充液氩通过管道进入所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧。

4.根据权利要求1所述的集成高纯氮和氩气的回收方法，其特征在于，步骤S14中，从所述精氩塔顶部抽出的气体分成三部分：第一部分气体经换热器复热回收冷量后送出精馏冷箱，作为纯化器的再生气一部分，与出精馏冷箱的氮气一并送入氩气预冷纯化系统中参于纯化器的再生；第二部分气体进入冷凝蒸发器的气体侧冷凝为液体，流入精氩塔，为精馏提供液体；第三部分气体进入辅助冷凝蒸发器，与部分液空进行换热，冷凝为液体后，与第二部分液体汇合后送入精氩塔。

5.根据权利要求1所述的集成高纯氮和氩气的回收方法，其特征在于，步骤S23中，所述被降温冷却为液氮后，一部分送回氮塔参与氮塔的精馏，另一部分液氮可作为副产品，抽出精馏冷箱。

6.根据权利要求1所述的集成高纯氮和氩气的回收方法，其特征在于，步骤S24中，从所述氮塔底部抽出第二部分富氧液空经调整压力后送入氮塔冷凝蒸发器为其提供冷源，本身被汽化为富氧气出氮塔冷凝蒸发器，与第一部分富氧气混合后进入换热器复热，出精馏冷箱后输送至空气预冷纯化系统内作为干燥气体。