[实用新型]双塔落地式冷箱系统及制氮设备

说明书

本实用新型公开一种双塔落地式冷箱系统，其高、低压塔落地放置，主、辅冷分别叠置于高、低压塔顶部，高压塔底部富氧液空出口依次与过冷器、主冷冷源入口，高压塔氮气出口同时与氮气产品输出口和主冷氮气入口，低压塔氮气出口与辅冷氮气入口，主冷顶部富氧液空蒸发气体出口与低压塔底部富氧空气入口，低压塔底部富氧液空出口和/或主冷底部富氧液空出口依次与过冷器、辅冷冷源入口分别通过管道连接，辅冷底部液氮出口与高压塔顶部液氮回流入口分别通过管道连接至液氮泵。本实用新型还公开一种制氮设备，通过采用双塔双冷凝带工艺泵精馏冷箱系统，既提高氮提取率，降低空氮比，减少加工空气量；又可产出压力氮气，省去氮压机设备，降低投资成本。

技术领域

本实用涉及工业制氮技术领域，尤其涉及一种双塔落地式冷箱系统及制氮设备。

背景技术

随着经济及科技发展，需要氮气的领域越来越多，各领域对氮气产品需求量也越来越大，这需要大量低能耗、低投资的工业制氮设备方能满足市场需求，否则难以响应国家节约能源、坚持可持续发展的要求。

工业制氮以深冷空分法较为常见，其以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空，利用液氧和液氮的沸点不同，通过液空的精馏来使它们分离而获得氮气或液氮。目前，市场上的深冷空分法制氮设备多采用单塔正流精馏制氮、单塔反流精馏制氮及双塔精馏制氮等类型，其基本结构分别如图4-图6所示。常规双塔精馏制氮及单塔正流精馏制氮只能生产压力较低的氮气，下游需要配置氮压机；而单塔反流精馏制氮能生产压力较高的氮气，但是提取率比较低，无法满足低成本、低能耗的市场需求。

上述单塔或双塔精馏制氮设备均存在不足，它们或者能耗高，或者压力低而需要增加氮压机，因此无法满足用户低成本、低能耗的需求。至于其它类型的制氮设备则能耗更高，特别是在小型制氮设备不产液氮的情况下，传统制氮设备的设备已经成型，其能耗更难以降低。

针对目前各领域对氮气需求量增大，而制氮设备能耗很难降低的突出矛盾，本实用新型旨在对现有高能耗、高投资制氮设备进行优化，并相应提出了新工艺、新方法及新设备，这对于解决现有制氮工艺及设备缺陷至关重要且刻不容缓。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，提出一种低能耗、低投资的制氮设备，具体是提供一种深冷空分法的双塔落地式冷箱系统及制氮设备。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种双塔落地式冷箱系统，包括高压塔、低压塔、主冷、辅冷、主换热器、过冷器及液氮泵，高压塔和低压塔分别落地放置，主冷叠置于高压塔的顶部，辅冷叠置于低压塔的顶部，其中高压塔底部的富氧液空出口依次与过冷器、主冷的冷源入口通过管道连接，高压塔的氮气出口同时与氮气产品输出口和主冷的氮气入口通过管道连接，低压塔的氮气出口与辅冷的氮气入口通过管道连接；主冷顶部的富氧液空蒸发气体出口与低压塔底部的富氧空气入口通过管道连接，低压塔底部的富氧液空出口和/或主冷底部的富氧液空出口依次与过冷器、辅冷的冷源入口通过管道连接，低压塔液氮回流管底部液氮抽口与低压塔顶部的液氮回流入口分别通过管道连接至液氮泵。

本实用新型双塔落地式冷箱系统进一步采用以下技术方案之一，其中：

可选地，液氮产品抽取的位置按以下方式确定：由低压塔顶部液氮回流管底部液氮抽口与液氮产品输出口通过管道连接得到液氮产品。

可选地，液氮产品抽取的位置按以下方式确定：由液氮泵后设置液氮抽口与液氮产品输出口连接得到液氮产品。

可选地，液氮产品抽取的位置按以下方式确定：由主冷液氮出口依次与过冷器、液氮产品输出口通过管道连接液氮产品输出口。

可选地，冷箱系统的制冷方式按以下方式确定：选用空气膨胀制冷，其中低压塔设置有膨胀空气入口，低压塔的膨胀空气入口通过管道接入膨胀空气。