[发明专利]一种高效率污氮冷量回收处理空分系统

说明书

本发明提供一种高效率污氮冷量回收处理空分系统，包括第一气体流通通路和第二气体流通通路，所述第一气体流通通路包括空气过滤器、冷量回收换热器、预冷机组、纯化器、冷箱、主换热器和分馏塔，通过所述第一气体流通通路进行气体分离；所述第二气体流通通路包括分馏塔、主冷凝蒸发器、主换热器、透平膨胀机和冷量回收换热器，通过所述第二气体流通通路进行污氮放空，本发明具有成本低、回收效果好等优点，能够有效回收直接排空污氮的冷量，降低原料空气温度，减少预冷机电耗，节约运行成本，同时本申请智能监测装置的加入，有助于使用实时监测系统的运行状态，即方便了使用，又提高了效率。

技术领域

本发明涉及氮气回收和再利用的技术领域，尤其涉及一种高效率污氮冷量回收处理空分系统。

背景技术

氮气也是稀有气体中的一种，在自然界的空气成分中，氮气的含量可以说是比较多的，并且在我们生活中无时不刻不在接触氮气，比如生活中经常使用到的食品包装等等，氮气是电子封装，操作平台需要的保护气体，它的用量之大，要求之高，是生产控制经营成本必须重视的一个重要方面，氮气的的回收与利用技术也在不断的完善，目前，现有技术中的氮气的回收与利用技术还存在很多的不足，比如在空分系统中有4500Nm³/h、10～15℃的气体未经回收利用，直接排大气，此部分气体温度约10～15℃，温度较低、气量较大，冷量有较高的回收价值，未经利用直接排大气造成了气体冷量的浪费，因此，有待进一步的改进。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足而提供一种成本低、回收效果好的高效率污氮冷量回收处理空分系统。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：

本发明提供一种高效率污氮冷量回收处理空分系统，包括第一气体流通通路和第二气体流通通路，所述第一气体流通通路包括空气过滤器、冷量回收换热器、预冷机组、纯化器、冷箱、主换热器和分馏塔，通过所述第一气体流通通路进行气体分离；

所述第二气体流通通路包括分馏塔、主冷凝蒸发器、主换热器、透平膨胀机和冷量回收换热器，通过所述第二气体流通通路进行污氮放空；

所述第一气体流通通路中，所述空气过滤器用于除去大气中的灰尘杂质及机械杂质，所述空气过滤器与所述空压机连接，用于将过滤后空气压缩升压至0.6～0.65MPa。

进一步地，所述空压机连接所述冷量回收换热器，所述冷量回收换热器连接所述预冷机组，经过所述冷量回收换热器预冷后的空气，再进入所述预冷机组冷却至5～8℃，在此除去空气中的大部分水分，压缩后的空气先进入冷量回收换热器与放空的污氮进行换热，原料空气温度由30～40℃降低至15～20℃。

进一步地，所述预冷机组连接所述纯化器，经过所述预冷机组粗脱水后的空气进入所述纯化器中除去空气中剩余的CO₂和水分，所述纯化器连接所述冷箱，从所述纯化器进入的干净空气进入所述冷箱内，在所述主换热器中进行冷却形成液化空气，进入所述分馏塔中。

进一步地，所述分馏塔顶部的一部分高纯氮气进入所述主冷凝器被冷凝成液氮，液氮一部分作为所述分馏塔的回流液，另一部分高纯氮气经所述主换热器105复热至常温作为氮气产品从氮气排出口排出。

进一步地，所述第二气体流通通路中，所述分馏塔连接所述主冷凝蒸发器，用于在所述分馏塔中产生的富氧液空和氮气换热气化，形成污氮气体，所述主冷凝蒸发器106连接所述主换热器，所述主换热器连接所述透平膨胀机，污氮气体经所述主换热器被正流空气加热至约-147℃再进入到所述透平膨胀机，在所述透平膨胀机中绝热膨胀冷却至约-172～-178℃。

进一步地，在所述主冷凝蒸发器中形成的污氮气体在所述主换热器中与原料空气换热到10～15℃后一部分污氮气体作为干燥器的再生气使用，另一部分污氮气体进入所述新增冷却换热器与压缩后的空气换热，将空气初步冷却，冷量回收后的污氮再排大气。