[发明专利]一种用于液氩提纯的装置及方法

说明书

一种用于液氩提纯的装置及方法，所述装置包括液氩提纯塔系统、换热系统、热源提供系统、冷量补充系统、废液回收系统，方法为从精氩塔引出不合格低纯液氩，送入液氩提纯塔系统进行精馏并获得高纯液氩，来自热源提供系统的气体经换热系统冷却后进入液氩提纯塔系统作为热源，其自身被冷凝后经换热系统冷却后又进入液氩提纯塔系统作为冷源，冷量不足部分由冷量补充系统提供，废液进入原主空分设备的循环液氧泵入口进行回收利用，气体经换热系统进入热源提供系统压缩。本发明系统间高度耦合，适用于不同纯度的液氩进一步提纯，适用范围宽广，提升整体经济效益，同时，本装置布置在原主空分设备外，对原主空分设备改动影响小，操作灵活，可复制性强。

技术领域

本发明涉及气体分离技术，具体的说，利用低温精馏法，设计一种用于液氩提纯的装置及方法，将低纯液氩提纯为高纯液氩，属低温技术领域。

背景技术

氩是一种化学性质很不活泼的稀有气体，在飞机制造、造船、原子能工业和机械工业部门应用广泛，由于它既不能燃烧，也不助燃，因此，常作为特殊金属，例如铝、镁、铜及其合金和不锈钢在焊接的保护气，防止焊接件被空气氧化或氮化。

近年来，随着社会经济发展和工业技术的进步，市场对高纯氩的需求也越来越高，如电子工业用氩要求氧含量小于0.2ppm，氮含量小于0.5ppm，氢、一氧化碳、二氧化碳和总烃（以甲烷计）各小于0.1ppm。但一些空分设备由于种种原因导致从空分设备冷箱中出来的产品液氩纯度偏低（氧含量大于1ppm），无法满足工艺上对高纯液氩的要求，经济效益收到了极大限制；同时，对空分设备“安、稳、长、满、优”的运行要求不会给空分设备运营商长时间的改造时间，在对原主空分设备影响尽量小的前提下获得更高纯度的液氩成为众多生产厂家的选择。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：设计一种用于液氩提纯的装置及方法，将低纯度的液氩转化为高纯度的液氩，不仅可靠性高，而且可以尽量降低对原运行主空分设备影响的问题。具有很好的实用价值和经济效益。为实现上述目的，本发明采用如下技术：一种用于液氩提纯的装置，所述装置包括液氩提纯塔系统、换热系统、热源提供系统、冷量补充系统、废液回收系统；相互之间通过管道连接，所述液氩提纯塔系统由液氩提纯塔、提纯塔冷凝器、提纯塔蒸发器和过冷器组成，所述液氩提纯塔的顶部输出端连接于所述提纯塔冷凝器的第一输入端，液氩提纯塔的顶部输入端连接于所述提纯塔冷凝器的第一输出端，提纯塔蒸发器直接连接于液氩提纯塔的底部，提纯塔蒸发器的第一输出端连接于所述过冷器的热端输入端，提纯塔冷凝器的第二输入端连接于所述过冷器的冷端输出端，提纯塔冷凝器的第二输出端连接于所述过冷器的冷端输入端，提纯塔冷凝器的第三输出端通过管道和阀门与大气相连，所述液氩提纯塔底部输出端连接于所述废液回收系统，所述液氩提纯塔的中部具有原料液输入端，其液氩提纯塔的中上部具有产品纯液氩的输出端，所述废液回收系统由废液利用输送管线管线间的阀门；所述废液利用输送管线的输出端连接于原主空分设备的循环液氧泵入口端。

作为优选：所述换热系统包括换热器，该换热器的冷端输入端连接于所述过冷器的热端输出端，换热器的冷端输出端连接于所述提纯塔蒸发器的输入端，所述换热器的热端输出端连接于所述热源提供系统的输入端。

作为优选：所述热源提供系统包括气体压缩机、放空管线，该气体压缩机的输入端和所述放空管线的输入端通过管道和阀门相连；所述气体压缩机的输出端连接于所述换热器的热端输入端；所述放空管线的输出端与大气相连。

作为优选：所述冷量补充系统包括冷液体补充输送管线，该冷液体补充输送管线的输入端连接于所述提纯塔冷凝器的第三输入端。

作为优选：所述液氩提纯塔为规整填料塔。

作为优选：所述过冷器和换热器为板翅式换热器。

一种用于液氩提纯的方法，包括以下步骤：

步骤1：从原主空分设备的精氩塔底部的原料不纯液氩经液氩提纯塔中部的原料液输入端进入液氩提纯塔进行精馏并在液氩提纯塔的中上部获得高纯度的液氩产品。