[发明专利]一种利用液氮制取液氧的液体空分装置

说明书

本发明涉及一种利用液氮制取液氧的液体空分装置，包括液氮贮罐、连接液氧贮罐的精馏塔和通过纯化组件连接精馏塔的液氧贮罐，所述液氮贮罐通过液氮输送管连接至精馏塔的上塔，所述纯化组件包括高氧塔一和高氧塔二，所述高氧塔一和高氧塔二内所需冷源均由精馏塔内的液氮提供，所述高氧塔一和高氧塔二内所需热源均由精馏塔的氮气提供，所述精馏塔内的液氧依次通过高氧塔一和高氧塔二除去组分杂质后，获得高纯液氮，所述高氧塔二通过液氧输送管连接至液氧贮罐；本发明提供的液体空分装置，由液氮为精馏塔提供冷量，通过纯化组件除去组分杂质，最终获得高纯度的液氧。

技术领域

本发明属于空分技术领域，具体涉及一种利用液氮制取液氧的液体空分装置。

背景技术

空气分离，简称空分，是指用低温冷冻原理从空气中分离出其组分(氧、氮和氩、氦等稀有气体)的过程，一般先将空气压缩，并冷至很低温度，或用膨胀方法使空气液化，再在精馏塔中进行分离。例如当液态空气沸腾时，比较容易挥发的氮(沸点-196℃)先气化，氧则后气化(沸点-183℃)。

空分设备的工作原理是根据空气中各种气体的沸点不同，经加压、预冷、纯化并利用大部分由透平膨胀剂提供的冷量使之液化再进行精馏从而获得所需的氧/氮产品。空气制氧系统包括空压机系统、预冷系统、分子筛纯化系统、增压膨胀剂系统、分馏塔系统、氧/氮压机系统和调压站系统。

目前市场上的用来分离氮、氧的空气设备，主要由精馏塔系统组成，在精馏塔的下塔中，上升气体与下流液体充分接触，传热传质后，在顶部得到纯氮气，纯氮进入下塔顶部的主冷凝蒸发器与液氧热量交换被冷凝，一部分液氮作为下塔的回流液下流，还有一部分液氮经换热器过冷，节流后进入上塔参与精馏；下塔的液空经换热器进入上塔参与精馏；经过在上塔内的再次精馏，在上塔的顶部产生氮气并在下塔的底部产生液氧；上塔产生的氮气和污氮流经换热器。该液氧通过主冷凝蒸发器与下塔的氮气进行热量交换，液氧蒸发后形成在上塔的底部产生氧气。也就是说采用这种结构的空分装置主要产品为氮气、氧气，无法满足生产大量液态氧的需求，且对纯度较高的液氧的提取率一般在20-25％，提取的液氮氧中含有较多的杂质。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中所提出的问题，而提供一种利用液氮制取液氧的液体空分装置，由液氮为精馏塔提供冷量，通过纯化组件除去组分杂质，最终获得高纯度的液氧。

本发明的目的是这样实现的：

一种利用液氮制取液氧的液体空分装置，包括液氮贮罐、连接液氧贮罐的精馏塔和通过纯化组件连接精馏塔的液氧贮罐，所述液氮贮罐通过液氮输送管连接至精馏塔的上塔。

优选的，所述纯化组件包括高氧塔一和高氧塔二，所述高氧塔一和高氧塔二内所需冷源均由精馏塔内的液氮提供，所述高氧塔一和高氧塔二内所需热源均由精馏塔的氮气提供，所述精馏塔内的液氧依次通过高氧塔一和高氧塔二除去组分杂质后，获得高纯液氮。

优选的，所述高氧塔二通过液氧输送管连接至液氧贮罐，所述液氧输送管将蒸发器二内的高纯液氧抽出后获得液氧。

优选的，所述高氧塔一包括塔体一、设于塔体一上端的冷凝器一和设于塔体一下端的蒸发器一。

优选的，所述高氧塔二包括塔体二、设于塔体二上端的冷凝器二和设于塔体二下端的蒸发器二。

优选的，所述高氧塔一的冷凝器一和高氧塔二的冷凝器二所需的冷源均由精馏塔的冷凝蒸发器的冷凝侧内的液氮经液氮管路提供，所述高氧塔一的蒸发器一和高氧塔二的蒸发器二所需的热源由精馏塔的冷凝蒸发器的蒸发侧内的氮气经氮气管路提供。

优选的，所述精馏塔的冷凝蒸发器内产生的液氧经液氧管路输送入高氧塔一，所述的冷凝器一内的冷量被液氧管路输送入的液氧气化后产生的氧气吸收，使得氧气又被冷凝成液氧输送入高氧塔二，所述的液氧在高氧塔二内纯化为高纯液氧后经蒸发器二的蒸发侧的液氧输送管抽送至液氧贮罐内。