[实用新型]一种生产高压氮气的装置

说明书

本实用新型涉及提供一种生产高压氮气的装置，包括：主换热器、高压塔、高压塔冷凝蒸发器、低压塔、低压塔冷凝蒸发器、过冷器和液氮泵；上述各设备之间通过管路连接。本实用新型可实现氮气的提取率达到65‑75％；高压氮气压力在0.5‑1.2MPa；高纯氮中氮气纯度在99.9000‑99.9999％；能耗在0.2‑0.23KWh/NM³N₂；高纯氮产品形式多样，生产的高纯氮产品可以是气体，也可为部分液氮产品，输送至液体储槽贮存；本实用新型所提供的高效生产氮气的方法，以空气为原料，经济实用，产品安全可靠，该方法可得到广泛应用，具有良好的市场前景。

技术领域

本实用新型涉及气体生产领域，尤其涉及一种生产高压氮气的装置。

背景技术

随着精密电子工业、生物医药、化工等行业的快速发展，对高纯氮气需求量急剧增大，气体压力为0.5～1.2MPa，氮气纯度99.9％-99.9999％，同时需要少量液态氮(≤5％氮气产量)备用。

现有技术的一种空气分离制取压力氮气的装置是采用单塔返流富氧气(废气)膨胀制氮，氮气压力在0.4～1.2MPa，氮气提取率45～58％，由于该工艺进入精馏塔的气体呈气液饱和或带液状态，特别是进入塔釡的液体是不参与精馏的。其能耗在0.26～0.4KWh/NM³N₂。另一种空气分离制取压力氮气的装置是采用空气膨胀单塔制氮，氮气压力在0.2～0.3MPa，其能耗在0.23KWh/NM³N₂。还有一种空气分离制取压力氮气的装置是采用双塔制氮、低压塔底蒸发的富氧气膨胀制冷(双塔返流)流程，氮气压力在0.2～0.25MPa时，能耗约为0.22KWh/NM³N₂。

中国专利：ZL200810201071.2空气分离制取压力氮气的装置和方法，将原料空气由主换热器冷却进入增压透平膨胀机膨胀致冷进入低压塔精馏分离，在低压塔顶得到高纯压力氮气作为产品输出。部分原料空气进主换热器冷却后进入高压塔精馏分离，在高压塔顶得到高压氮气可作为产品输出。采用本实用新型的装置和方法，氮气提取率可达78～86％，氮气压力在0.2～0.3MPa，其能耗在 0.18～0.26KWh/NM³N₂。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种高效地从空气中分离出较高压力的高纯氮的方法，满足精密电子工业、生物医药、化工等领域中使用高纯氮的需求，本实用新型满足氮气压力较高的需求同时具有提取率高、能耗低的特点。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

提供一种生产高压氮气的装置，包括：主换热器、高压塔、高压塔冷凝蒸发器、低压塔、低压塔冷凝蒸发器、过冷器和液氮泵；上述各设备之间通过管路连接，连接关系如下：

原料空气输入管线连接主换热器的原料空气进口；主换热器的原料空气出口连接高压塔的原料空气进口；

高压塔的高压氮气出口分别连接高压塔冷凝蒸发器的高压氮气进口和主换热器的高压氮气进口；主换热器的高压氮气出口连接高压氮气输出管线；

高压塔冷凝蒸发器的液氮出口分别连接液氮泵的液氮出口和高压塔的液氮进口；液氮泵的液氮出口连接高压塔的液氮进口；

低压塔的低压氮气出口连接低压塔冷凝蒸发器的低压氮气进口；低压塔冷凝蒸发器的液氮出口分别连接低压塔的液氮进口、液氮泵的液氮进口和液氮输出管线；