提高液氩过冷度及降低分子筛再生能耗系统技术方案

本实用新型专利技术公开了提高液氩过冷度及降低分子筛再生能耗系统，包括第一过冷器、换热器、精馏塔、精氩塔及液氩储罐，精馏塔顶部的出气口连接第一过冷器和换热器，换热器出气口连接分子筛电加热器，换热器进气口连接精馏塔底部，底部液体出口连接液氩储罐，精氩塔与液氩储罐之间设有第二过冷器，精馏塔顶部的出气口与第二过冷器之间设有氮气输送管。本实用新型专利技术通过精氩塔与液氩储罐之间设有第二过冷器，利用精馏塔塔顶部出塔的低温氮气管线抽出一路作为新增辅冷箱换热器的冷源冷却产品液氩，提高其过冷度，降低储槽液氩汽化损失；同时复热后的氮气出主冷箱温度提高10℃，作为分子筛高温解吸再生气源，降低分子筛再生电耗。

Improving the supercooling degree of liquid argon and reducing the energy consumption system of molecular sieve

【技术实现步骤摘要】
提高液氩过冷度及降低分子筛再生能耗系统
本技术属于化工设备
，具体涉及一种液氩损耗低、再生能量少的提高液氩过冷度及降低分子筛再生能耗系统。
技术介绍
出来的粗液氩经精制后，进入液氩储槽中储存，由于液氩储槽对液氩温度有一定要求，当温度过高时，为了提高其安全性，需要及时放空，放空的时候氩气会排出，增加其损耗量；而分子筛再生气需要消耗大量的热源，其成本也高，如果能将两个系统的热量进行合理利用，即可节省大量的能量，降低其成本。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本技术的目的在于提供一种将液氩系统与分子筛再生系统结合，能降低液氩损耗低、再生能量少的提高液氩过冷度及降低分子筛再生能耗系统。所述的提高液氩过冷度及降低分子筛再生能耗系统，包括第一过冷器、换热器、精馏塔、精氩塔及液氩储罐，低温氮气从精馏塔顶部的出气口流出后依次连接第一过冷器和换热器换热后从换热器出气口排出进入分子筛电加热器，正流空气从换热器进气口进入换热器与低温氮气换热后进入精馏塔底部，粗氩系统的粗液氩进入精氩塔精制后进行液氩储罐储存，其特征在于精氩塔与液氩储罐之间设有第二过冷器，精馏塔顶部的出气口与第二过冷器之间设有氮气输送管，低温氮气经氮气输送管进入第二过冷器与液氩进行热交换，从第二过冷器出气口流出后与第一过冷器出气口的氮气混合，进入换热器与正流空气进行热交换，提高换热器出气口的氮气温度，降低换热器出气口的正流空气温度。所述的提高液氩过冷度及降低分子筛再生能耗系统，其特征在于氮气输送管上设有氮气气动调节阀，第二过冷器与液氩储罐之间的连接管道上设有液氩低温温度计，氮气气动调节阀与液氩低温温度计之间进行温度自动控制调节。所述的提高液氩过冷度及降低分子筛再生能耗系统，其特征在于精馏塔中部设有冷凝蒸发器，精馏塔侧面设有液氮输送管，液氮输送管一端位于冷凝蒸发器底面，另一端经第一过冷器后固定于精馏塔顶部，液氮经第一过冷器与低温氮气换热后，从精馏塔顶部进入精馏塔内，作为上塔精馏的回流液。所述的提高液氩过冷度及降低分子筛再生能耗系统，其特征在于精氩塔底部出气口所在管路上设有液氩调节阀。上述的提高液氩过冷度及降低分子筛再生能耗系统，包括第一过冷器、换热器、精馏塔、精氩塔及液氩储罐，精馏塔顶部的出气口连接第一过冷器和换热器，换热器出气口连接分子筛电加热器，换热器进气口连接精馏塔底部，底部液体出口连接液氩储罐，精氩塔与液氩储罐之间设有第二过冷器，精馏塔顶部的出气口与第二过冷器之间设有氮气输送管。本技术为了降低产品液氩进储槽的温度，提高其过冷度，同时提高分子筛再生气源温度，精氩塔与液氩储罐之间设有第二过冷器，利用精馏塔塔顶部出塔的低温氮气（-195℃）管线抽出一路作为新增辅冷箱换热器的冷源冷却产品液氩（-186℃），使产品液氩进储槽温度降至-190℃，提高其过冷度，降低储槽液氩汽化损失，进一步提高环境空气质量；同时复热后的氮气出主冷箱温度提高10℃，作为分子筛高温解吸再生气源，降低分子筛再生电耗。附图说明图1为本技术的结构示意图。图中：1-第一过冷器，2-换热器，3-出气口，4-精馏塔，5-冷凝蒸发器，6-精氩塔，7-氮气气动调节阀，8-液氩储罐，9-液氩低温温度计，10-第二过冷器，11-液氩调节阀，12-氮气输送管，13-液氮输送管。具体实施方式以下结合说明书附图对本技术作进一步的描述，但本技术的保护范围并不仅限于此：如图1所示，本技术的提高液氩过冷度及降低分子筛再生能耗系统，包括第一过冷器1、换热器2、精馏塔4、精氩塔6、液氩储罐8及第二过冷器10，精馏塔4底部连接换热器2，精馏塔4为空气精馏塔，主要产生液氮、氮气；精氩塔6为液氩精制塔，顶部连接第一过冷器1，第一过冷器1与换热器2；第二过冷器10设置在精氩塔6和液氩储罐8之间，精馏塔4中部设有冷凝蒸发器5，精馏塔4中部位于冷凝蒸发器5下方设有液氮输送管13，精馏塔4顶部的出气口3上还设有与第二过冷器10连接的氮气输送管12，精氩塔6通过第二过冷器10连接液氩储罐8，氮气输送管12上设有氮气气动调节阀7，第二过冷器10与液氩储罐8之间的连接管道上设有液氩低温温度计9，氮气气动调节阀7与液氩低温温度计9之间进行温度自动控制调节；精氩塔6底部出气口所在管路上设有液氩调节阀11。如图1所示，本技术的工作过程如下：正流空气从换热器2进气口进入换热器2与低温氮气换热后进入精馏塔4底部，在冷凝蒸发器5作用下，产生液氮和低温氮气（-195°），-195°的低温氮气从精馏塔4顶部的出气口3流出分为两路，液氮从精馏塔4中部的液氮输送管13输出进入第一过冷器1，与出气口3的一路的-195°低温氮气在第一过冷器1进行热交换，-195°低温氮气温度上升，液氮从精馏塔4中部的液氮温度下降，从精馏塔4顶部进入精馏塔4内，作为上塔精馏的回流液，第一过冷器1出口的低温氮气与正流空气在换热器2内进行换热，正流空气温度降为-173°左右进入精馏塔4，由在冷凝蒸发器5作用下，继续产生液氮和低温氮气（-195°）；同时粗氩系统的粗氩进入精氩塔6进行精制，精制后的液氩进入第二过冷器10，与出气口3的-195°低温氮气进行热交换，其低温氮气的出气量可以由氮气气动调节阀7根据液氩低温温度计9测入的液氩进口的液氩温度进行调节，保证进入液氩储罐8的液氩温度达-19０°，防止温度过高，在液氩储罐8内需要及时放空，浪费液氩的量，同时增加大气污染，精氩塔6底部出气口所在管路上设有液氩调节阀11，从精氩塔6底部出气口出来的液氩量也能进行调节。从第二过冷器10出来的低温氮气经热交换后，温度升至-183°，与第一过冷器1出品的低温氮气温度进行混合，提高第一过冷器1出品的低温氮气的温度，再与正流空气在换热器2进行换热后，从换热器2排出的氮气温度达25°，再去分子筛电加热器进行加热，相对之前的15°而言，其温度升温了10°，去分子筛电加热器再加热时，降低了热能消耗。本技术通过采用上述技术，通过在空分主冷箱外围设置一辅冷箱，辅冷箱内部增设一铝制换热器，利用主冷箱上塔顶部出塔的低温氮气（-195℃）管线抽出一路作为新增辅冷箱换热器的冷源冷却产品液氩（-186℃），使产品液氩进储槽温度降至-190℃，提高其过冷度，保证稳定性，同时复热后的氮气出主冷箱温度提高～10℃，降低分子筛再生电耗，降低了产品液氩进储槽温度，低温氩槽工作温度也同时降低3℃～5℃，降低储槽液氩汽化损失，氮气复热出冷箱温度提高后，作为分子筛高温解吸再生气源，降低了分子筛再生电耗。产品液氩进储槽温度及储槽工作温度分别降低3℃～5℃，液氩储槽放空阀开度由～15%降低至～3%以内；分子筛再生气源氮气温度提高～10℃，降低分子筛高温解吸再生电耗。以200m3低温液氩储槽减少汽化损失～3吨/天，按液氩价格均1000元/吨计算，年节约～110万元；进分子筛再生气源温度由15℃提高至25℃，减少再生电耗10%，折～100kW•h，按电价0.72元/（kW•h），年节约～60万元；日减氩气排放量约1700m3/h，进一步提高环境空气质量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
提高液氩过冷度及降低分子筛再生能耗系统，包括第一过冷器（1）、换热器（2）、精馏塔（4）、精氩塔（6）及液氩储罐（8），低温氮气从精馏塔（4）顶部的出气口（3）流出后依次连接第一过冷器（1）和换热器（2）换热后从换热器（2）出气口排出进入分子筛电加热器，正流空气从换热器（2）进气口进入换热器（2）与低温氮气换热后进入精馏塔（4）底部，粗氩系统的粗液氩进入精氩塔（6）精制后进行液氩储罐（8）储存，其特征在于精氩塔（6）与液氩储罐（8）之间设有第二过冷器（10），精馏塔（4）顶部的出气口（3）与第二过冷器（10）之间设有氮气输送管（12），低温氮气经氮气输送管（12）进入第二过冷器（10）与液氩进行热交换，从第二过冷器（10）出气口流出后与第一过冷器（1）出气口的氮气混合，进入换热器（2）与正流空气进行热交换，提高换热器（2）出气口的氮气温度，降低换热器（2）出气口的正流空气温度。

【技术特征摘要】
1.提高液氩过冷度及降低分子筛再生能耗系统，包括第一过冷器（1）、换热器（2）、精馏塔（4）、精氩塔（6）及液氩储罐（8），低温氮气从精馏塔（4）顶部的出气口（3）流出后依次连接第一过冷器（1）和换热器（2）换热后从换热器（2）出气口排出进入分子筛电加热器，正流空气从换热器（2）进气口进入换热器（2）与低温氮气换热后进入精馏塔（4）底部，粗氩系统的粗液氩进入精氩塔（6）精制后进行液氩储罐（8）储存，其特征在于精氩塔（6）与液氩储罐（8）之间设有第二过冷器（10），精馏塔（4）顶部的出气口（3）与第二过冷器（10）之间设有氮气输送管（12），低温氮气经氮气输送管（12）进入第二过冷器（10）与液氩进行热交换，从第二过冷器（10）出气口流出后与第一过冷器（1）出气口的氮气混合，进入换热器（2）与正流空气进行热交换，提高换热器（2）出气口的氮气温度，降...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘晓宏，孙钢，殷明亮，盛明则，朱山峰，程一奎，韩暾，
申请(专利权)人：三江乐天化工有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33