[发明专利]一种带循环的单塔低温精馏回收氩气系统及方法

权利要求书

1.一种带循环的单塔低温精馏回收氩气系统，其特征在于，包括氩气压缩机、除一氧化碳器、第一冷却器、除氧器、第二冷却器、氩气预冷机、纯化系统、精馏冷箱和氩气循环压缩机；所述精馏冷箱包括换热器、氩塔再沸器、粗液氩节流阀、精氩塔、纯液氩节流阀、氩塔冷凝蒸发器和辅助再沸器；

管路连接顺序为：

所述氩气压缩机、除一氧化碳器、第一冷却器、除氧器、第二冷却器、氩气预冷机、纯化系统依次连接；

所述纯化系统的气体出口管路通过所述换热器与所述氩塔再沸器连接，所述氩塔再沸器的冷凝侧管路通过所述粗液氩节流阀与所述精氩塔的中上部连接，所述精氩塔底部液氩管路通过所述纯液氩节流阀与所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧连接，所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧氩气出口管路通过所述换热器后分为两路，一路送出所述精馏冷箱，另一路与所述氩气循环压缩机连接；所述氩气循环压缩机的出口管路通过所述换热器、辅助再沸器与所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧连接；所述精氩塔的塔顶出口管路分为两路，一路通过所述换热器后送出所述精馏冷箱与所述纯化系统连接，另一路与所述氩塔冷凝蒸发器的冷凝侧连接。

2.根据权利要求1所述的单塔低温精馏回收氩气系统，其特征在于，所述辅助再沸器的冷源为所述精馏塔底部的纯液氩，所述辅助再沸器的出口管路与所述精氩塔下部连接。

3.根据权利要求1所述的单塔低温精馏回收氩气系统，其特征在于，所述辅助再沸器与所述氩塔冷凝蒸发器的连接管路上设有液氩节流阀。

4.根据权利要求1所述的单塔低温精馏回收氩气系统，其特征在于，所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧还连接有液氩补充管路。

5.根据权利要求1所述的单塔低温精馏回收氩气系统，其特征在于，所述第一冷却器与除氧器的连接管路上设有加氢管路。

6.根据权利要求1所述的单塔低温精馏回收氩气系统，其特征在于，所述精氩塔的塔顶氮气出口管路送出所述精馏冷箱部分的管路上设有氮气补充管路。

7.一种采用如权利要求1～6任一项所述系统的单塔低温精馏回收氩气方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将需要回收的废氩气经所述氩气压缩机压缩后送入所述除一氧化碳器，除去一氧化碳后的废氩气由所述第一冷却器冷却至35～40℃，与氢气混合后进入所述除氧器，由所述第二冷却器和氩气预冷机降温至5～8℃后进入所述纯化器，脱除水和二氧化碳后送入所述精馏冷箱；

S2：由S1送入的干燥粗氩气，首先进入所述换热器降温至-154℃，再进入所述精氩塔底部的氩塔再沸器，所述氩塔再沸器的气液混合流体经所述粗氩节流阀节流降压后送入所述精馏塔中上部参与精馏，其中的气体部分随着塔内气体上升，液体随着塔内液体下降，于所述精氩塔塔底得到纯液氩；

S3：从所述精氩塔塔底抽出纯液氩，经过所述纯液氩经纯液氩节流阀节流降压后送入所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧；同时，外界补充的液氩一并进入所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧；纯液氩在所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧蒸发为氩气，进入所述换热器复热回收冷量后，一路送出所述精馏冷箱，供给客户；另一路由所述氩气循环压缩机加压后，送入所述换热器冷却至液化温度，再经过所述辅助再沸器液化，液化后的液氩经过所述液氩节流阀节流后送到所述液氩氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧；

S4：所述精氩塔塔顶主要为氢气与氮气的混合气出塔顶后分为两路，一路经所述换热器复热回收冷量后送出所述精馏冷箱进入所述纯化系统再生用，另一路进入所述氩塔冷凝蒸发器的冷凝侧冷凝为液体，液体流入所述精氩塔。

8.根据权利要求7所述的单塔低温精馏回收氩气方法，其特征在于，所述除一氧化碳器的CO出口处，CO含量1ppm。

9.根据权利要求7所述的单塔低温精馏回收氩气方法，其特征在于，所述氩塔再沸器内外侧形成1.2-1.4℃温差。

10.根据权利要求7所述的单塔低温精馏回收氩气方法，其特征在于，所述辅助再沸器的冷源来自于所述精氩塔底部的纯液氩，被气化后的气体返回到所述精氩塔中，作为上升气体参与精馏。