双塔双冷凝返流膨胀制氮机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双塔双冷凝返流膨胀制氮机，包括通过管路互相连接的进气预处理装置和制氮装置，进气预处理装置包括空气过滤器、空气压缩机、预冷机组以及纯化器；制氮装置包括用于热交换的主换热器、用于冷却的过冷器、精馏塔、主冷凝蒸发器、辅冷凝蒸发器及膨胀机，精馏塔包括下塔、上塔，下塔设有空气入口,该空气入口通过管路并经过主换热器与纯化器连通。本实用新型专利技术提供的双塔双冷凝返流膨胀制氮机，采用富氧液空在主冷凝蒸发器及辅冷凝蒸发器中逐级蒸发，实现在获得相等压力的高纯气氮产品下，与常规双塔单冷凝返流膨胀高纯制氮机相比，能够降低空气压缩机排压、降低电耗，同时能够降低加工空气量，从而降低综合能耗。

【技术实现步骤摘要】
双塔双冷凝返流膨胀制氮机
：本技术涉及机械设备领域，尤其涉及一种双塔双冷凝返流膨胀制氮机。
技术介绍
：随着经济发展，科技研发民用工业，都离不开气体工业与低温技术，全球特别是中国的经济增长，使空气分离市场前景看好、形势乐观。石化、电子、化纤、多晶硅等工业的发展需要高纯氮气走越来越多。制氮设备属于国家鼓励发展的节能环保范畴。氮气的化学性质不活泼，在平常的状态下有很大的惰性，不容易与其它物质发生化学反应。因此，氮气在玻璃、炼油、冶金、电子、化学工业中广泛地用来作为保护气，其应用前景非常广阔，是需求急速增长的一种工业气体。随着氮气的广泛应用，对高纯氮的需求也越来越高，如专利申请号为“ZL201020297154.9”的专利文献中提供的技术方案采用其空气分离工艺流程，主要提供的是氮气压力为1-3barg的产品，当产品氮气压力每需要提高0.1barg，则空压机排气压力需相应提高0.2barg。如果用户需要氮气压力为3-4barg的产品，则需要更大压力的空缩压缩机，空气压缩机的能耗也随之增加，因此加工空气量增大，综合能耗也随之增加。
技术实现思路
：本技术旨在解决上述问题，提供一种双塔双冷凝返流膨胀制氮机。为达成上述目的，本技术所采用的技术方案如下：一种双塔双冷凝返流膨胀制氮机，包括通过管路互相连接的进气预处理装置和制氮装置，其中：所述进气预处理装置包括依次通过管路连通的除去灰尘及机械杂质的空气过滤器、将外部空气进行压缩的空气压缩机、对空气压缩机输出的空气进行冷却的预冷机组以及净化预冷机组输出空气的纯化器；所述制氮装置包括用于热交换的主换热器、过冷器、精馏塔、主冷凝蒸发器、与主冷凝蒸发器通过管路连通的辅冷凝蒸发器及膨胀机，其中：所述精馏塔包括相互连通的下塔、上塔，主冷凝蒸发器设于下塔和上塔之间并与上塔连通；所述下塔设有供空气进入的空气入口,该空气入口通过管路并经过主换热器与纯化器连通；所述下塔、上塔分别设有第一回流液氮入口、第二回流液氮入口；所述主冷凝蒸发器、辅冷凝蒸发器分别设有第一液氮出口、第二液氮出口；所述下塔顶部还设有供分离后的气氮排出的第一气氮出口，第一气氮设有两条管路，其中一条管路与主冷凝蒸发器连通；另一条管路与辅冷凝蒸发器连通；主冷凝蒸发器的第一液氮出口的管路与辅冷凝蒸发器的第二液氮出口的管路汇合形成液氮汇集区；液氮汇集区设有两条管路，其中一条管路经过过冷器与第二回流液氮入口连通，另一条管路与第一回流液氮入口连通；所述下塔底部还设有供富氧液空流出的第一富氧液空出口，其通过管路并经过过冷器与上塔上设置的第一富氧液空入口连通；所述上塔顶部还设有供二次分离后的第二气氮出口，该第二气氮出口通过管路并经过过冷器、主换热器与高纯氮输出端连通；所述主冷凝蒸发器还设有供富氧液空流出的第二富氧液空出口，其与辅冷凝蒸发器、主换热器、膨胀机通过管路依次连通；所述膨胀机还设置有第三富氧空气出口，其通过管路并经过主换热器与纯化器连通，并且膨胀机入口与主换热器膨胀后通道之间设有旁通调节阀。进一步的实施例中，主换热器还设置有污氮气输出的污氮气排出管。进一步的实施例中，所述主冷凝蒸发器、辅冷凝蒸发器均设置有不凝气体排出管。进一步的实施例中，所述过冷器与上塔上设置的第二回流液氮入口之间的管路上还设置有第一节流阀。进一步的实施例中，所述过冷器与上塔上设置的第一富氧液空入口之间的管路上还设置有第二节流阀。进一步的实施例中，所述纯化器包括分子筛吸附器和电加热器。进一步的实施例中，所述双塔双冷凝返流膨胀制氮机还包括PLC远程监控系统。进一步的实施例中，所述双塔双冷凝返流膨胀制氮机包括主冷凝蒸发器富氧液空流出的第二富氧液空出口与辅冷凝蒸发器入口之间的管路上还设置有第三节流阀。本技术的双塔双冷凝返流膨胀制氮机，采用带预冷机组的全低压分子筛吸附流程，有效防止水分、二氧化碳进入冷箱中低温设备，运行压力低，安全可靠；另外采用富氧液空在主冷凝蒸发器及辅冷凝蒸发器中逐级蒸发，实现在获得相等压力的高纯气氮产品下，与专利申请号为“ZL201020297154.9”的专利文献中提供的常规双塔单冷凝返流膨胀高纯制氮机相比，能够降低空气压缩机排压、降低电耗，同时能够降低加工空气量，从而降低综合能耗，保护环境。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本技术的各个方面的实施例，在附图中：图1为本技术其中一个实施例的双塔双冷凝返流膨胀制氮机的整体结构示意图。图2A为本技术其中一个实施例的双塔双冷凝返流膨胀制氮机(进气预处理)的工作原理示意图。图2B为本技术其中一个实施例的双塔双冷凝返流膨胀制氮机(制氮和分级蒸发上塔富氧液空)的工作原理示意图。具体实施方式为了更了解本技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合上述所附图式说明如下。如图1结合图2A、图2B所示，该双塔双冷凝返流膨胀制氮机，包括通过管路互相连接的进气预处理装置1和制氮装置2。进气预处理装置1包括依次通过管路连通的除去灰尘及机械杂质的空气过滤器11、将外部空气进行压缩的空气压缩机12、对空气压缩机12输出的空气进行冷却的预冷机组13以及净化预冷机组13输出空气的纯化器14。如此，尽可能减少原料有害杂质进入主冷凝蒸发器24、辅冷凝蒸发器25。在本实施例中，采用带预冷机组13的全低压分子筛吸附流程，有效防止水分、二氧化碳进入冷箱中低温设备，运行压力低，安全可靠。制氮装置2包括用于热交换的主换热器21、用于冷却和/或复热的过冷器26、精馏塔、主冷凝蒸发器24、与主冷凝蒸发器24通过管路连通的辅冷凝蒸发器25及膨胀机27。精馏塔包括相互连通的下塔22、上塔23，主冷凝蒸发器24设于下塔22和上塔23之间并与上塔23连通。在本实施例中，上塔23、下塔22采用全铝结构高效对流筛板，塔板结构设计合理，并采用特殊工艺制作，充分保证塔板的水平度，塔板效率高，使产品氮提取率高。下塔22设有供空气进入的空气入口221,该空气入口221通过管路并经过主换热器21与纯化器14连通。下塔22、上塔23分别设有第一回流液氮入口224、第二回流液氮入口234；主冷凝蒸发器24、辅冷凝蒸发器25分别设有第一液氮出口241、第二液氮出口251；下塔22顶部还设有供分离后的气氮排出的第一气氮出口222，第一气氮设有两条管路，其中一条管路与主冷凝蒸发器24连通；另一条管路与辅冷凝蒸发器25连通；主冷凝蒸发器24的第一液氮出口241的管路与辅冷凝蒸发器25的第二液氮出口251的管路汇合形成液氮汇集区30；液氮汇集区30设有两条管路，其中一条管路经过过冷器26与第二回流液氮入口234连通，另一条管路与第一回流液氮入口224连通。下塔22底部还设有供富氧液空流出的第一富氧液空出口223，其通过管路并经过过冷器26与上塔23上设置的第一富氧液空入口231连通。上塔23顶部还设有供二次分离后的第二气氮出口232，该第二气氮出口232通过管路并经过过冷器26、主换热器21与高纯氮输出端连通。所述主冷凝蒸发器24还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双塔双冷凝返流膨胀制氮机，其特征在于，包括通过管路互相连接的进气预处理装置和制氮装置，其中：所述进气预处理装置包括依次通过管路连通的除去灰尘及机械杂质的空气过滤器、将外部空气进行压缩的空气压缩机、对空气压缩机输出的空气进行冷却的预冷机组以及净化预冷机组输出空气的纯化器；所述制氮装置包括用于热交换的主换热器、过冷器、精馏塔、主冷凝蒸发器、与主冷凝蒸发器通过管路连通的辅冷凝蒸发器及膨胀机，其中：所述精馏塔包括相互连通的下塔、上塔，主冷凝蒸发器设于下塔和上塔之间并与上塔连通；所述下塔设有供空气进入的空气入口,该空气入口通过管路并经过主换热器与纯化器连通；所述下塔、上塔分别设有第一回流液氮入口、第二回流液氮入口；所述主冷凝蒸发器、辅冷凝蒸发器分别设有第一液氮出口、第二液氮出口；所述下塔顶部还设有供分离后的气氮排出的第一气氮出口，第一气氮设有两条管路，其中一条管路与主冷凝蒸发器连通；另一条管路与辅冷凝蒸发器连通；主冷凝蒸发器的第一液氮出口的管路与辅冷凝蒸发器的第二液氮出口的管路汇合形成液氮汇集区；液氮汇集区设有两条管路，其中一条管路经过过冷器与第二回流液氮入口连通，另一条管路与第一回流液氮入口连通；所述下塔底部还设有供富氧液空流出的第一富氧液空出口，其通过管路并经过过冷器与上塔上设置的第一富氧液空入口连通；所述上塔顶部还设有供二次分离后的第二气氮出口，该第二气氮出口通过管路并经过过冷器、主换热器与高纯氮输出端连通；所述主冷凝蒸发器还设有供富氧液空流出的第二富氧液空出口，其与辅冷凝蒸发器、主换热器、膨胀机通过管路依次连通；所述膨胀机还设置有第三富氧空气出口，其通过管路并经过主换热器与纯化器连通，并且膨胀机入口与主换热器膨胀后通道之间设有旁通调节阀。...

【技术特征摘要】
1.一种双塔双冷凝返流膨胀制氮机，其特征在于，包括通过管路互相连接的进气预处理装置和制氮装置，其中：所述进气预处理装置包括依次通过管路连通的除去灰尘及机械杂质的空气过滤器、将外部空气进行压缩的空气压缩机、对空气压缩机输出的空气进行冷却的预冷机组以及净化预冷机组输出空气的纯化器；所述制氮装置包括用于热交换的主换热器、过冷器、精馏塔、主冷凝蒸发器、与主冷凝蒸发器通过管路连通的辅冷凝蒸发器及膨胀机，其中：所述精馏塔包括相互连通的下塔、上塔，主冷凝蒸发器设于下塔和上塔之间并与上塔连通；所述下塔设有供空气进入的空气入口,该空气入口通过管路并经过主换热器与纯化器连通；所述下塔、上塔分别设有第一回流液氮入口、第二回流液氮入口；所述主冷凝蒸发器、辅冷凝蒸发器分别设有第一液氮出口、第二液氮出口；所述下塔顶部还设有供分离后的气氮排出的第一气氮出口，第一气氮设有两条管路，其中一条管路与主冷凝蒸发器连通；另一条管路与辅冷凝蒸发器连通；主冷凝蒸发器的第一液氮出口的管路与辅冷凝蒸发器的第二液氮出口的管路汇合形成液氮汇集区；液氮汇集区设有两条管路，其中一条管路经过过冷器与第二回流液氮入口连通，另一条管路与第一回流液氮入口连通；所述下塔底部还设有供富氧液空流出的第一富氧液空出口，其通过管路并经过过冷器与上塔上设置的第一富氧液空入口连通；所述上塔顶部还设有供二次分离后的第二气氮出...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾群超，
申请(专利权)人：苏州制氧机股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32