[发明专利]一种双塔制氮装置及方法

说明书

本发明提供一种双塔制氮装置及方法，该装置包括第一进气管路、第一制氮塔、第二制氮塔、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第一产品管路及废气排放管路；第一制氮塔顶部连接有第一冷凝蒸发器，第二制氮塔顶部连接有第二冷凝蒸发器、底部连接有第三冷凝蒸发器。本发明在不增加额外动设备的前提下，能够进一步充分利用原料空气的压缩能，减少制氮所需的原料空气量或降低制氮所需的原料空气压力，将目前双塔制氮的能耗降至更低，使之能够接近工艺相对复杂的三塔制氮的能耗水平，能够满足客户希望制氮装置能耗更低但工艺不宜太复杂的需求。

技术领域

本发明涉及工业制氮技术领域，具体涉及一种双塔制氮装置及方法。

背景技术

近年来，随着锂电池等新能源行业的飞速发展，市场对于高纯氮产品的需求快速增长，为了降低生产成本，提升市场竞争力，客户对制氮装置的能耗指标要求越来越高。为了满足客户需求，目前已经开发有采用三级精馏塔降耗的制氮工艺。然而，三级精馏塔制氮能耗虽低，但其操控较为复杂，对操作人员的技术水平要求高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种双塔制氮装置及方法，在不增加任何动设备的情况下，该装置的能耗显著降低，且其能耗指标水平接近三级精馏塔制氮工艺，能够有效降低生产成本，提高经济效益。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种双塔制氮装置，包括：

第一进气管路、第一制氮塔、第二制氮塔、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第一产品管路及废气排放管路；

所述第一制氮塔顶部连接有第一冷凝蒸发器，所述第二制氮塔顶部连接有第二冷凝蒸发器、底部连接有第三冷凝蒸发器；

所述第一进气管路经过所述第一换热器后分为第一支路与第二支路；

所述第一支路与所述第一制氮塔下部的空气入口连接，所述第一制氮塔下部的富氧液空出口通过管道经过所述第三换热器后与所述第一冷凝蒸发器的蒸发侧连接；

所述第二支路与所述第三冷凝蒸发器的冷凝侧入口连接，所述第三冷凝蒸发器的冷凝侧出口通过管道经过所述第三换热器后分为第三支路与第四支路；

所述第三支路与所述第一冷凝蒸发器的蒸发侧连接，所述第一冷凝蒸发器顶部的富氧空气出口通过管道与所述第二制氮塔下部的富氧空气入口连接，所述第一冷凝蒸发器底部的富氧液空出口通过管道与所述第二冷凝蒸发器的蒸发侧连接；

所述第四支路与所述第二制氮塔下部的液空入口连接，所述第二制氮塔上部的氮气出口通过管道依次经过所述第二换热器、第三换热器、第一换热器后与所述第一产品管路连接；

所述第二冷凝蒸发器顶部的富氧空气出口通过管道依次经过所述第二换热器、第三换热器、第一换热器后与所述废气排放管路连接。

在本申请公开的一个实施例中，还包括第二进气管路、膨胀机及膨胀机驱动的压缩机；

所述第二进气管路与所述膨胀机驱动的压缩机入口连接；

所述膨胀机驱动的压缩机出口通过管道经过所述第一换热器后与所述膨胀机入口连接；

所述膨胀机出口通过管道经过所述第一换热器后与所述第二制氮塔下部的空气入口连接。

在本申请公开的一个实施例中，所述第三冷凝蒸发器底部的富氧液空出口通过管道经过所述第二换热器后与所述第二冷凝蒸发器的蒸发侧连接。

在本申请公开的一个实施例中，所述第一制氮塔上部的氮气出口与所述第一冷凝蒸发器的冷凝侧入口通过第一回路连接；

所述第一冷凝蒸发器的冷凝侧出口与所述第一制氮塔上部的液氮入口通过第二回路连接。