[发明专利]高纯氮发生装置与方法

摘要

其能量效率与高纯氮气回收率俱佳的高纯氮发生装置。在精馏塔1中,进料空气被分离为氮气和富氧液态空气。通过第一膨胀阀21降低塔底的富氧液态空气的压力,并且将其送往组成调节塔3,其顶部的氮气在氮气冷凝器2中冷凝,所得到的液氮作为回流液返回精馏塔1并且释放非冷凝气体。组成调节塔3下部的富氧废气通过膨胀涡轮6被降压后,通过第一换热器4被释放。塔3顶部的混合气再循环进入第一压缩机5。另一部分混合气通过第二压缩机7、第二换热器8与第二膨胀阀22返回组成调节塔3。借助膨胀涡轮6驱动第二压缩机7。在第二换热器8中蒸发取自精馏塔1顶部附近的高纯液氮以便回收。

主权项

1.高纯氮发生装置，其中包括：用于冷却进料压缩空气的第一换热器；具有精馏浅盘的精馏塔，其中压缩空气由第一换热器被导入所述精馏浅盘下面以便与回流液体逆流接触，从而使富氧液体空气在底部得到分离，而氮气则在顶部得到分离；用于通过降低压力而冷却被导入的所述富氧液体空气的第一膨胀阀；具有精馏浅盘的组成调节塔，其中所述富氧液态空气由第一膨胀阀被导入所述精馏浅盘上方，富氧液体空气在底部得到分离，而氧与氮的混合气体则在顶部得到分离；氮气冷凝器，用于通过与被收集在所述组成调节塔底部的所述富氧液体空气进行间接换热来冷却由精馏塔顶导入的氮气，这样被冷凝的液氮作为回流液被供给精馏塔中精馏浅盘的上方，未冷凝气体被排出；流程中设有膨胀涡轮的排气管线，由组成调节塔的精馏浅盘下方的气相部分回收富氧废气，并且将其导入膨胀涡轮中，通过降压被冷却的富氧废气作为一部分冷却介质被引入第一换热器并且随后被排向外部；具有第一压缩机的第一循环管线，此处一部分所述混合气体由组成调节塔的顶部被送入第一压缩机，如此经过压缩的混合气与进料压缩空气汇合；具有被所述膨胀涡轮驱动的第二压缩机、第二换热器和第二膨胀阀的第二循环管线，其中所述混合气的另一部分由组成调节塔顶被导入第二压缩机中，如此压缩的混合气作为加热介质被导入第二换热器，随后被导入第二膨胀阀以便通过减压被液化，经液化的气体返回组成调节塔的精馏浅盘上方；用于由作为精馏塔顶下方数级的精馏浅盘回收高纯液氮和使被回收的液氮与第二换热器中混合气体换热的气体产物回收管线，其中被蒸发的高纯氮气作为一部分冷却介质被导入第一换热器中，随后作为产物被回收。