[实用新型]一种双塔低温精馏制取高纯氮气装置

说明书

本实用新型属于空分技术领域，公开了一种双塔低温精馏制取高纯氮气装置，包括主换热器、过冷器、氮塔、第一冷凝蒸发器、氧塔、透平膨胀机和第二冷凝蒸发器；主换热器出气口通过管道与氮塔下部的空气进气口连通；氮塔顶部的高纯氮气出口经管道分别连接主换热器、第一冷凝蒸发器和第二冷凝蒸发器的高纯氮气进气口；第一冷凝蒸发器顶部的富氧废气出口经管道依次与过冷器和主换热器的富氧废气进口连通，第一冷凝蒸发器底部的富氧液空出口经管道与氧塔上部的富氧液空进口连通；氧塔顶部的污氮气出口经管道依次与过冷器和主换热器的污氮气进口连通。本实用新型设置氧塔工艺，不但可以产生纯度不低于99.999%的高纯氮气，还可以生产纯度99.6%的氧气或液氧产品。

技术领域

本实用新型属于空分技术领域，具体涉及一种双塔低温精馏制取高纯氮气装置。

背景技术

氮气作为一种重要的化工原料，广泛应用于冶炼、化肥、煤化工等领域。根据不同的工艺，需要不同纯度的氮气，结合用户对氮气压力和气量的要求，氧气作为副产品也有一定的经济价值。目前的高纯氮装置，在生产高纯氮气同时，副产品是低纯度的富氧。通常情况下，由于这部分气体含氧纯度只有36%左右，利用价值不大，故此部分富氧一般在出冷箱后作为废气放空，造成了能源浪费。为了满足对低纯度氧气的需求和避免资源浪费，迫切需要研究开发一种既能避免高纯度氮气生产过程中低浓度氧气的浪费、同时能制备出低浓度氧气装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种双塔低温精馏制取高纯氮气装置，不但可以产生纯度不低于99.999%的高纯氮气，还可以生产纯度99.6%的氧气或液氧产品。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种双塔低温精馏制取高纯氮气装置，包括主换热器、过冷器、氮塔、第一冷凝蒸发器、氧塔、透平膨胀机和第二冷凝蒸发器，所述第一冷凝蒸发器设置在氮塔上部，所述第二冷凝蒸发器设置在氧塔下部；所述主换热器的进气口为经过过滤、净化冷却后空气的输入口，主换热器的出气口通过管道与氮塔下部的空气进气口连通；所述氮塔顶部的高纯氮气出口经管道分别连接主换热器、第一冷凝蒸发器和第二冷凝蒸发器的高纯氮气进气口，氮塔底部的液空出口与过冷器的液空进口连通，所述过冷器的液空出口经管道与第一冷凝蒸发器的液空进口连通；所述第一冷凝蒸发器顶部的富氧废气出口经管道依次与过冷器和主换热器的富氧废气进口连通，主换热器的富氧废气出口经管道与透平膨胀机的富氧废气进口连通，所述透平膨胀机的膨胀后富氧废气出口经管道与过冷器的膨胀后富氧废气进口连通，过冷器的膨胀后富氧废气出口经管道与主换热器的富氧废气进口连通，第一冷凝蒸发器底部的富氧液空出口经管道与氧塔上部的富氧液空进口连通；所述氧塔顶部的污氮气出口经管道依次与过冷器和主换热器的污氮气进口连通，氧塔下部的氧气出口通过管道与主换热器的氧气进口连通，氧塔底部的液氧出口通过管道连接液氧储罐；第二冷凝蒸发器的液氮出口通过管道连接液氮储罐。

优选地，所述氮塔和氧塔均为填料塔。

优选地，所述第一冷凝蒸发器底部的氮气出口通过管道与氮塔上部的回流液入口连接。

优选地，所述氮塔下部的液空出口通过管道依次连接过冷器的液空进口和氮塔3上部的液空入口。

优选地，所述第二冷凝蒸发器的液氮出口通过管道还连接氮塔上部的液氮进口。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型装置设置氧塔工艺，不但可以产生纯度不低于99.999%的高纯氮气，还可以生产纯度99.6%的氧气或液氧产品；整个装置中的氮塔和氧塔均采用规整填料塔，总体投入增加有限，但可以使空压机排压降低为0.48MPa，氮气产品压力提高到0.43MPa，大大降低空压机和氮压机能耗，同时可以调节氮气产品50～110%的操作弹性。

附图说明

图1为本实用新型一种双塔低温精馏制取高纯氮气装置的结构示意图。