[发明专利]一种双塔落地式制氮装置

说明书

本发明提供一种双塔落地式制氮装置，包括进气管路、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、第一膨胀机、第二膨胀机、第一产品管路及废气排放管路；第一制氮塔与第二制氮塔均落地布置；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。与现有双塔制氮装置相比，本发明设置的双塔落地布置，无需配置液氮提升泵或富氧液空提升泵，大幅度降低了冷箱高度，投资少，并将连接两塔的冷凝蒸发器分置为第一冷凝蒸发器和第三冷凝蒸发器，减小了冷凝蒸发器的直径，缩小装置横截面尺寸，便于制氮装置的工厂撬装和维护。

技术领域

本发明涉及工业制氮技术领域，具体涉及一种双塔落地式制氮装置。

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，客户对制氮装置的性能要求越来越高，即：在尽量降低制氮装置能耗的同时，可考虑使制氮装置能够方便切换不同的工况以适应不同时期的市场需求，并考虑尽量分块撬装，使客户在后期如需要资源整合时的搬迁更加便利。

目前在采用双塔精馏制取一定压力的氮气产品时，如采用常规的双塔落地式制氮装置，氮气产品取自第一制氮塔，装置氮提取率低，所需原料空气气量大，原料空压机能耗高且机型容易跳档，并且还需要配置液氮提升泵以将第二制氮塔的液氮增压后输送至更高压力的第一制氮塔；如需要提高氮提取率，则氮气产品取自第二制氮塔，连接两塔的冷凝蒸发器的冷凝侧为来自第一制氮塔的氮气、蒸发侧为来自第二制氮塔底部的富氧液空，为了使第二制氮塔的富氧液空能够顺利流进冷凝蒸发器，第一制氮塔、连接两塔的冷凝蒸发器、第二制氮塔需依次从下向上堆叠布置，或者配置富氧液空提升泵使双塔能够采用落地式布置。双塔堆叠布置的制氮装置氮提取率虽高，但所需原料空气压力也较高且装置高度较高不利于工厂撬装；而无论配置液氮提升泵或是富氧液空提升泵，都会带来装置投资增加、后期需长期维护等问题，且提升泵会给低温精馏系统带入热量，还会导致装置的经济性能下降。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种双塔落地式制氮装置，以解决现有双塔制氮装置需要配置液氮提升泵或富氧液空提升泵而导致投资增加、后期需长期维护的问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种双塔落地式制氮装置，包括：

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、第一膨胀机、第二膨胀机、第一产品管路及废气排放管路；

所述第一制氮塔与所述第二制氮塔均落地布置；

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，所述第一制氮塔上部的氮气出口通过管道依次经过所述第一换热器、第二膨胀机并返回所述第一换热器后与所述第一产品管路连接；

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、第一膨胀机并返回所述第一换热器后与所述废气排放管路连接。