[发明专利]深冷分离及生产低纯度氧、高纯度氧和氮的装置及方法

摘要

本发明涉及一种深冷分离及生产低纯度氧、高纯度氧和氮的装置及方法，该装置包括空气压缩系统、前端预冷纯化系统和冷箱。本发明充分利用低温精馏法，一套装置同时得到低纯度氧、高纯度氧和氮，以及液体产品，同采用变压吸附得到低纯度氧、高纯度氧、高纯度氮相比，装置数量少，能耗低，经济性好，产品提取率高达99%以上，产品氧气采用内压缩，省去氧压机，安全性好，特别适用于有色冶炼所配套空分。

主权项

一种深冷分离及生产低纯度氧、高纯度氧和氮的装置，包括空气压缩系统、前端预冷纯化系统和冷箱，所述空气压缩系统包括空压机以及空气增压机，所述冷箱包括主换热器、液氧蒸发器、液氧泵、膨胀机的膨胀端及精馏塔，所述精馏塔包括下塔、上塔、纯氧塔、纯氧塔蒸发器和位于上塔和下塔之间的主冷凝蒸发器；其特征在于：所述空压机通过第一管道与前端预冷纯化系统相连接，所述前端预冷纯化系统的气体出口通过第二管道经主换热器与所述下塔相连；所述前端预冷纯化系统的气体出口通过第三管道与一膨胀机的增压端相连接，所述增压端通过第四管道连接一水冷却器，所述水冷却器通过第五管道经主换热器连接在所述膨胀机的膨胀端；所述前端预冷纯化系统的气体出口通过第六管道与所述空气增压机相连接，空气增压机末级出口通过第七管道经主换热器与所述液氧蒸发器相连，液化后通过第八管道及第一节流阀后进入所述下塔中部；所述膨胀端出口设置第九管道与上塔相连；所述下塔底部液体出口处经过一过冷器通过第十管道及第二节流阀后连接在所述上塔中部；所述下塔中部液体出口处经过一过冷器通过第十一管道及第三节流阀后连接在所述上塔中部；所述下塔顶部的液体出口通过第十二管道经过所述过冷器及第四节流阀后连接在所述上塔顶部；所述下塔顶部的气体出口通过第十三管道连接在所述纯氧塔蒸发器上，所述纯氧塔蒸发器的液体出口通过第十四管道及第五节流阀连接在所述上塔顶部；所述下塔顶部的气体出口通过第十五管道经主换热器后连接在冷箱外部作为产品压力氮气；所述主冷凝蒸发器的低纯液氧侧出口处通过第十六管道连接在所述纯氧塔顶部；所述主冷凝蒸发器的低纯液氧侧出口处通过第十七管道和所述液氧泵连接，液氧泵出口通过第十八管道和所述液氧蒸发器连接，所述液氧蒸发器的气氧通过第十九管道经主换热器复热后出冷箱作为产品送出；所述上塔顶部的污氮气出口处连接第二十管道，所述第二十管道经过所述过冷器和主换热器后连接在冷箱外部的纯化系统；所述纯氧塔顶部气体出口通过第二十一管道和所述上塔底部连接；所述纯氧塔底部液氧通过第二十二管道和所述液氧泵连接，液氧泵出口通过第二十三管道和所述液氧蒸发器连接，所述液氧蒸发器的气氧通过第二十四管道经主换热器复热后出冷箱作为产品送出。