本实用新型专利技术公开的是一种多塔循环全精馏生产超纯二氧化碳的装置，包括PLC电气控制系统以及依次连接的原料储存系统、原料输送系统、精馏系统、管路充装系统，原料储存系统包括用管路依次串连接的原料输入端口、控制阀a、原料储罐，原料输送系统包括并联连接的原料气输送管路和原料液输送管路，精馏系统至少包括用管路串联连的三个精馏塔，管路充装系统包括控制阀f、产品充装钢瓶，PLC电气控制系统包括PLC控制器以控制原料储存系统、原料输送系统、精馏系统、管路充装系统工作，本实用新型专利技术能够实现原料气和原料液都适用的循环全精馏生产纯度达到99.999999％及以上的超纯二氧化碳产品，且节省能量消耗，便于操作，生产成本低。
A device for the production of ultra pure carbon dioxide by multi tower cyclic full distillation
【技术实现步骤摘要】
一种多塔循环全精馏生产超纯二氧化碳的装置
本技术涉及一种精馏生产二氧化碳的装置，更具体一点说，涉及一种多塔循环全精馏生产超纯二氧化碳的装置，属于气体分离超高纯气体精馏领域。
技术介绍
随着国内电子、航空等行业发展迅速，高纯度二氧化碳气体产品的应用领域相应的也不断扩展，市场对于不同纯度的二氧化碳气体产品需求量日渐增大。当前市售纯度为99.995％及以上的二氧化碳气体产品大多为进口产品，特别是99.9999％及以上高纯二氧化碳则高度依赖进口。目前，工业级和食品级二氧化碳产品价格低廉，市场产量庞大，以此作为超纯二氧化碳气体产品提纯的原料，经循环全精馏提纯后可得到99.995％-99.999999％及以上不同纯度规格的二氧化碳气体产品，取代进口，实现国产化生产。目前，大多生产高纯度的工艺流程采用催化、吸附、精馏工艺结合，辅助系统庞大，工艺流程复杂，能耗高，产品纯度偏低的特点，特别需要工艺流程简单，产品纯度高的一种二氧化碳提纯生产装置，本技术采用循环全精馏工艺，工艺简单，产品纯度高。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供具有能够实现原料气和原料液都适用的高纯度二氧化碳生产的装置，且所生产的二氧化碳产品纯度规格可按照需求进行产出，产出纯度范围可在99.999999％及以上，装置生产的经济性高，便于操作，有效减少生产企业的产品库存压力等技术特点的一种多塔循环全精馏生产超纯二氧化碳的装置。为了实现上述目的，本技术是通过以下技术方案实现的：一种多塔循环全精馏生产超纯二氧化碳的装置，包括原料储存系统、原料输送系统、PLC电气控制系统、精馏系统、管路充装系统、回流循环系统；所述原料储存系统包括用管路依次串连接的原料输入端口、控制阀a、原料储罐，所述控制阀a、原料储罐间连接有产品总管，且所述产品总管前端连接在控制阀a、原料储罐间；所述原料输送系统包括并联连接的原料气输送管路和原料液输送管路，所述原料储罐上下端分别连接原料液输送管路、原料气输送管路，所述原料气输送管路和原料液输送管路的输出端汇流形成第三支路；所述精馏系统至少包括用管路串联连接的精馏塔T1、精馏塔T2和精馏塔Tn，所述精馏塔T1进料口与第三支路通过管路相连，精馏塔T1的塔顶出口连接有控制阀V1A，精馏塔T1的塔底产品出口连接有产品控制阀V1C，所述产品控制阀V1C与产品总管相连，所述精馏塔T2进料口连接有控制阀V1B，所述控制阀V1B与精馏塔T1相连，精馏塔T2的塔顶出口连接有控制阀V2A，精馏塔T1的塔底产品出口连接有产品控制阀V2C，所述产品控制阀V2C与产品总管相连；所述精馏塔Tn进料口连接有控制阀VnB，所述控制阀VnB与精馏塔T2相连，精馏塔Tn的塔顶出口连接有控制阀VnA，精馏塔Tn塔底产品出口依次连接有回流泵Bn、产品控制阀VnC，所述控制阀VnC与产品总管相连；所述控制阀V1A、控制阀V2A、控制阀VnA均与精馏尾气总管相连；所述管路充装系统包括控制阀f、产品充装钢瓶，所述控制阀f一端与产品总管的末端相连，另一端通过管路与产品充装钢瓶相连；所述的PLC电气控制系统包括PLC控制器，各个控制阀、产品回流调节阀、产品回流调节阀均为电磁阀，控制阀、产品回流调节阀、产品回流调节阀均与PLC控制器电性连接以受PLC控制器输出信号控制。作为一种改进，还包括回流循环系统，所述回流循环系统包括产品回流调节阀a、产品回流调节阀b，所述产品回流调节阀a连接在产品控制阀V1C与产品总管前端间的产品总管上，所述产品回流调节阀b连接在产品控制阀V2C与产品回流调节阀V2D间的产品总管上；所述精馏塔T1的塔底产品出口与产品控制阀V1C间连接有回流泵B1，所述精馏塔T1的塔体侧回流口连接有产品回流调节阀V1D，所述产品回流调节阀V1D与产品总管相连，所述回流泵B1、产品控制阀V1C、产品回流调节阀V1D间连接形成一号回流支路；所述精馏塔T2的塔底产品出口与产品控制阀V2C间连接有回流泵B2，所述精馏塔T2的塔体侧的回流口连接有产品回流调节阀V2D，所述产品回流调节阀V2D与产品总管相连，所述产品回流泵B2、产品控制阀V2C、产品回流调节阀V2D间连接形成二号回流支路；所述产品回流调节阀V1D、产品回流调节阀V2D均为电磁阀，且其均与PLC控制器电性连接以受PLC输出信号控制。作为一种改进，所述原料储存系统、管路充装系统的管路中至少还设置有流量控制器、压力测点、温度测点、液位测点，所述流量控制器、压力测点、温度测点、液位测点均与PLC控制器连接，所述PLC控制器接收流量控制器、压力测点、温度测点、液位测点的信号以分别控制不同的电磁阀工作。作为一种改进，所述原料气输送管路包括用管路连接的控制阀b、膜压机、控制阀c，所述原料液输送管路包括用管路连接的控制阀d、原料泵、控制阀e，所述控制阀c、控制阀e汇流形成第三支路，所述膜压机、原料泵均与控制器电连接，所述控制阀b、控制阀c、控制阀d、控制阀e均为电磁阀，且其均与PLC控制器电性连接。作为一种改进，所述精馏系统中的精馏塔塔顶部均设有冷凝器；所述精馏系统中的精馏塔底部设有蒸发器。作为一种改进，所述精馏系统中的精馏塔内均填装高效填料，所述精馏系统中的精馏塔内也安装有压力测点、温度测点、液位测点，所述压力测点、温度测点、液位测点均与PLC控制器电连接。作为一种改进，所述精馏系统中精馏塔Tn为最后一级精馏塔，所述精馏塔Tn15前端串联的各个精馏塔规格一致，且精馏塔Tn前端串联的各个精馏塔塔体侧均开设回流口。作为一种改进，所述PLC控制器型号为西门子S7-200、S7-300、S7-400、S7-1200、S7-1500、R20S、CR30S、CR40S、CR60S中任一种；所述流量控制器包括电磁流量计、涡轮流量计、超声波流量计，所述压力测点、温度测点、液位测点均为传感器。有益效果：能够实现原料气和原料液都适用的循环全精馏生产纯度达到99.999999％及以上的超纯二氧化碳产品；生产高纯度的工艺流程无需复杂辅助系统，工艺流程简单，便于操作，生产成本低，能耗低，产品纯度高。附图说明图1是本技术装置结构原理框图。图2是本技术PLC电气控制系统控制框图。图3是本技术工作流程图。图中：1-原料输入端口；2-控制阀a；3-原料储罐；4-控制阀b；5-控制阀d；6-膜压机；7-原料泵；8-控制阀c；9-控制阀e；10-控制阀V1A；11-控制阀V2A；12-控制阀VnA；13-精馏塔T1；14-精馏塔T2；15-精馏塔Tn；16-控制阀V1B；17-控制阀VnB；18-回流泵B1；19-回流泵B2；20-回流泵Bn；21-产品控制阀V1C；22-产品回流调节阀V1D；23-产品控制阀V2C；24-产品回流调节阀V2D；25-产品控制阀VnC；26-产品回流调节阀a；27-产品回流调节阀b；28-产品调节阀f；29产品充装钢瓶；30-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多塔循环全精馏生产超纯二氧化碳的装置，其特征在于：包括原料储存系统、原料输送系统、PLC电气控制系统、精馏系统、管路充装系统；/n所述原料储存系统包括用管路依次串连接的原料输入端口(1)、控制阀a(2)、原料储罐(3)，所述控制阀a(2)、原料储罐(3)间连接有产品总管(30)，且所述产品总管(30)前端连接在控制阀a(2)、原料储罐(3)间；/n所述原料输送系统包括并联连接的原料气输送管路和原料液输送管路，所述原料储罐(3)上下端分别连接原料液输送管路、原料气输送管路，所述原料气输送管路和原料液输送管路的输出端汇流形成第三支路；/n所述精馏系统至少包括用管路串联连接的精馏塔T1(13)、精馏塔T2(14)和精馏塔Tn(15)，所述精馏塔T1(13)进料口与第三支路通过管路相连，精馏塔T1(13)的塔顶出口连接有控制阀V1A(10)，精馏塔T1(13)的塔底产品出口连接有产品控制阀V1C(21)，所述产品控制阀V1C(21)与产品总管(30)相连，所述精馏塔T2(14)进料口连接有控制阀V1B(16)，所述控制阀V1B(16)与精馏塔T1(13)相连，精馏塔T2(14)的塔顶出口连接有控制阀V2A(11)，精馏塔T1(13)的塔底产品出口连接有产品控制阀V2C(23)，所述产品控制阀V2C(23)与产品总管(30)相连；所述精馏塔Tn(15)进料口连接有控制阀VnB(17)，所述控制阀VnB(17)与精馏塔T2(14)相连，精馏塔Tn(15)的塔顶出口连接有控制阀VnA(12)，精馏塔Tn(15)塔底产品出口依次连接有回流泵Bn(20)、产品控制阀VnC(25)，所述控制阀VnC(25)与产品总管(30)相连；所述控制阀V1A(10)、控制阀V2A(11)、控制阀VnA(12)均与精馏尾气总管(31)相连；/n所述管路充装系统包括控制阀f(28)、产品充装钢瓶(29)，所述控制阀f(28)一端与产品总管(30)的末端相连，另一端通过管路与产品充装钢瓶(29)相连；/n所述的PLC电气控制系统包括PLC控制器，各个控制阀、产品回流调节阀、产品回流调节阀均为电磁阀，控制阀、产品回流调节阀均与PLC控制器电性连接以受PLC控制器输出信号控制。/n...
【技术特征摘要】
1.一种多塔循环全精馏生产超纯二氧化碳的装置，其特征在于：包括原料储存系统、原料输送系统、PLC电气控制系统、精馏系统、管路充装系统；
所述原料储存系统包括用管路依次串连接的原料输入端口(1)、控制阀a(2)、原料储罐(3)，所述控制阀a(2)、原料储罐(3)间连接有产品总管(30)，且所述产品总管(30)前端连接在控制阀a(2)、原料储罐(3)间；
所述原料输送系统包括并联连接的原料气输送管路和原料液输送管路，所述原料储罐(3)上下端分别连接原料液输送管路、原料气输送管路，所述原料气输送管路和原料液输送管路的输出端汇流形成第三支路；
所述精馏系统至少包括用管路串联连接的精馏塔T1(13)、精馏塔T2(14)和精馏塔Tn(15)，所述精馏塔T1(13)进料口与第三支路通过管路相连，精馏塔T1(13)的塔顶出口连接有控制阀V1A(10)，精馏塔T1(13)的塔底产品出口连接有产品控制阀V1C(21)，所述产品控制阀V1C(21)与产品总管(30)相连，所述精馏塔T2(14)进料口连接有控制阀V1B(16)，所述控制阀V1B(16)与精馏塔T1(13)相连，精馏塔T2(14)的塔顶出口连接有控制阀V2A(11)，精馏塔T1(13)的塔底产品出口连接有产品控制阀V2C(23)，所述产品控制阀V2C(23)与产品总管(30)相连；所述精馏塔Tn(15)进料口连接有控制阀VnB(17)，所述控制阀VnB(17)与精馏塔T2(14)相连，精馏塔Tn(15)的塔顶出口连接有控制阀VnA(12)，精馏塔Tn(15)塔底产品出口依次连接有回流泵Bn(20)、产品控制阀VnC(25)，所述控制阀VnC(25)与产品总管(30)相连；所述控制阀V1A(10)、控制阀V2A(11)、控制阀VnA(12)均与精馏尾气总管(31)相连；
所述管路充装系统包括控制阀f(28)、产品充装钢瓶(29)，所述控制阀f(28)一端与产品总管(30)的末端相连，另一端通过管路与产品充装钢瓶(29)相连；
所述的PLC电气控制系统包括PLC控制器，各个控制阀、产品回流调节阀、产品回流调节阀均为电磁阀，控制阀、产品回流调节阀均与PLC控制器电性连接以受PLC控制器输出信号控制。
2.根据权利要求1所述的一种多塔循环全精馏生产超纯二氧化碳的装置，其特征在于：还包括回流循环系统，所述回流循环系统包括产品回流调节阀a(26)、产品回流调节阀b(27)，所述产品回流调节阀a(26)连接在产品控制阀V1C(21)与产品总管(30)前端间的产品总管(30)上，所述产品回流调节阀b(27)连接在产品控制阀V2C(23)与产品回流调节阀V2D(24)间的产品总管(30)上；
所述精馏塔T1(13)的塔底产品出口与产品控制阀V1C(21)间连接有回流泵B1(18)，所述精馏塔T1(13)的塔体侧回流口连接有产品回流调节阀V1D(22)，所述产品回流调节阀V1...
【专利技术属性】
技术研发人员：李剑锋，何晖，周寒秋，汪晗，李冬锋，朱程浩，袁士豪，洪梦丽，
申请(专利权)人：杭州杭氧股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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