一种低能耗中压氮气制取装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种低能耗中压氮气制取装置，包括过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、主换热器、低温冷冻机、精馏塔I、主冷凝蒸发器I、精馏塔II、主冷凝蒸发器II、增压透平膨胀机、增压透平膨胀机增压后冷却器、循环氮压机、循环氮压机后冷却器、液氮泵、过冷器。利用本实用新型专利技术装置制取中压氮气，提取率高，装置能耗低。

【技术实现步骤摘要】
一种低能耗中压氮气制取装置
本技术涉及空气分离
，具体涉及一种低能耗中压氮气制取装置。
技术介绍
随着化工、电子、新材料、瓷钢业、玻璃等行业技术发展和革新，对氮气需求量急速增加，同时对氮气纯度也提出了更高的要求。目前市场上的常用的纯氮设备分为两种：单塔制氮和双塔制氮，单塔制氮流畅可制取一定压力的产品氮气直接供用户使用，该种流程形式虽然结构简单，但装置提取率较低，产品单耗高，不适合大规模用氮气量的需求；双塔制氮可以制取常压氮气或压力为0.1-0.2MpaG的低压氮气，装置提取率高，能耗较单塔制氮低，但是由于产品压力较低，不能直接满足用户对氮气压力的要求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种低能耗中压氮气制取装置，以解决现有技术的不足。本技术采用以下技术方案：一种低能耗中压氮气制取装置，包括过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、主换热器、低温冷冻机、精馏塔I、主冷凝蒸发器I、精馏塔II、主冷凝蒸发器II、增压透平膨胀机、增压透平膨胀机增压后冷却器、循环氮压机、循环氮压机后冷却器、液氮泵、过冷器，过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、低温冷冻机、增压透平膨胀机增压端、增压透平膨胀机增压后冷却器、循环氮压机、循环氮压机后冷却器设于冷箱外，主换热器、精馏塔I、主冷凝蒸发器I、精馏塔II、主冷凝蒸发器II、增压透平膨胀机、液氮泵、过冷器设于冷箱内，主冷凝蒸发器I设于精馏塔I之上，主冷凝蒸发器II设于精馏塔II之上；过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、主换热器依次连接，主换热器第一部分冷却出口和低温冷冻机连接，低温冷冻机和主换热器连接，主换热器第一完全冷却出口和精馏塔I底部的原料空气进口连接；精馏塔I底部的液空出口和过冷器连接，过冷器和主冷凝蒸发器I连接，过冷器和主冷凝蒸发器I的连接管路上设有节流阀，主冷凝蒸发器I的富氧空气出口、主冷凝蒸发器I的液空出口均和精馏塔II底部连接；精馏塔I顶部的压力氮气出口分别和主冷凝蒸发器I、主换热器连接，主冷凝蒸发器I的液氮出口和精馏塔I顶部连接；主换热器和循环氮压机连接，循环氮压机和循环氮压机后冷却器连接，循环氮压机后冷却器分别和外部中压氮气储罐、增压透平膨胀机增压端连接，增压透平膨胀机增压端和增压透平膨胀机增压后冷却器连接，增压透平膨胀机增压后冷却器和主换热器连接，主换热器第二部分冷却出口和低温冷冻机连接，低温冷冻机和主换热器连接，主换热器第三部分冷却出口、第二完全冷却出口分别和增压透平膨胀机、精馏塔I顶部连接，增压透平膨胀机和主换热器连接，主换热器连至循环氮压机；主换热器第二完全冷却出口和精馏塔I顶部的连接管路上设有节流阀；精馏塔II底部的富氧液空出口和主冷凝蒸发器II连接，精馏塔II底部的富氧液空出口和主冷凝蒸发器II连接管路上设有节流阀；精馏塔II顶部的污氮气出口和过冷器连接，过冷器和主换热器连接，主换热器分别和外部放空管道、电加热器连接，电加热器和交替使用的分子筛吸附器连接；精馏塔II顶部的氮气出口和主冷凝蒸发器II连接，主冷凝蒸发器II的液氮出口分别和液氮泵、外部的液氮储罐、精馏塔II顶部连接，液氮泵和精馏塔I顶部连接。进一步地，装置制取的中压氮气产品压力为20-36bar，纯度为10ppmO2以下。本技术的有益效果：1、本技术采用双塔精馏，设置精馏塔II用于分离来自精馏塔I中分离出的富氧空气、液空中的氮，分离出的氮气经顶部主冷凝蒸发器II冷凝为液氮，部分液氮作为精馏塔II的回流液，部分液氮经液氮泵增压后引入精馏塔I作为回流液；精馏塔II的精馏作用分离出更多的氮产品，泵后液氮的回流增加精馏塔I的回流液，提高了精馏塔I的分离效果，从而有效提高了装置氮的提取率，降低装置能耗。2、本技术采用双主冷凝蒸发器，设置主冷凝蒸发器I，因主冷凝蒸发器I中液空中含氧量较精馏塔II低，在精馏塔II精馏压力不变及满足主冷凝蒸发器I换热的情况下，可以降低精馏塔I的压力，从而降低进入精馏塔I的空气压力，进而降低装置能耗。3、本技术主冷凝蒸发器II中氮气冷凝后的液氮经液氮泵增压后再引入精馏塔I参与精馏，降低了装置的能耗。4、本技术经增压透平膨胀机增压端增压后引出氮气经冷却节流的液氮，该股氮气压力高，经过主换热器被返流气体冷却时易液化，进一步降低装置能耗。5、本技术从精馏塔I引出的为压力氮气，经过循环氮压机增压获得中压氮气产品，循环增压机进口压力高，压缩能耗低。6、本技术增加低温冷冻机，低温冷冻机能效比高，可以提供低品位的冷能，降低主换热器的热负荷，降低能耗。附图说明图1为本技术装置的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本技术，但并不用来限定本技术的实施范围。一种低能耗中压氮气制取装置，如图1所示，包括过滤器1、透平空气压缩机2、空气预冷机组3、交替使用的分子筛吸附器4、电加热器5、主换热器6、低温冷冻机7、精馏塔I8、主冷凝蒸发器I9、精馏塔II10、主冷凝蒸发器II11、增压透平膨胀机12、增压透平膨胀机增压后冷却器13、循环氮压机14、循环氮压机后冷却器15、液氮泵16、过冷器17，过滤器1、透平空气压缩机2、空气预冷机组3、交替使用的分子筛吸附器4、电加热器5、低温冷冻机7、增压透平膨胀机12增压端、增压透平膨胀机增压后冷却器13、循环氮压机14、循环氮压机后冷却器15设于冷箱外，主换热器6、精馏塔I8、主冷凝蒸发器I9、精馏塔II10、主冷凝蒸发器II11、增压透平膨胀机12、液氮泵16、过冷器17设于冷箱内，主冷凝蒸发器I9设于精馏塔I8之上，主冷凝蒸发器II11设于精馏塔II10之上；过滤器1、透平空气压缩机2、空气预冷机组3、交替使用的分子筛吸附器4、主换热器6依次连接，主换热器6第一部分冷却出口和低温冷冻机7连接，低温冷冻机7和主换热器6连接，主换热器6第一完全冷却出口和精馏塔I8底部的原料空气进口连接；精馏塔I8底部的液空出口和过冷器17连接，过冷器17和主冷凝蒸发器I9连接，过冷器17和主冷凝蒸发器I9的连接管路上设有节流阀，主冷凝蒸发器I9的富氧空气出口、主冷凝蒸发器I9的液空出口均和精馏塔II10底部连接；精馏塔I8顶部的压力氮气出口分别和主冷凝蒸发器I9、主换热器6连接，主冷凝蒸发器I9的液氮出口和精馏塔I8顶部连接；主换热器6和循环氮压机14连接，循环氮压机14和循环氮压机后冷却器15连接，循环氮压机后冷却器15分别和外部中压氮气储罐、增压透平膨胀机12增压端连接，增压透平膨胀机12增压端和增压透平膨胀机增压后冷却器13连接，增压透平膨胀机增压后冷却器13和主换热器6连接，主换热器6第二部分冷却出口和低温冷冻机7连接，低温冷冻机7和主换热器6连接，主换热器6第三部分冷却出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低能耗中压氮气制取装置，其特征在于，包括过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、主换热器、低温冷冻机、精馏塔I、主冷凝蒸发器I、精馏塔II、主冷凝蒸发器II、增压透平膨胀机、增压透平膨胀机增压后冷却器、循环氮压机、循环氮压机后冷却器、液氮泵、过冷器，/n过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、低温冷冻机、增压透平膨胀机增压端、增压透平膨胀机增压后冷却器、循环氮压机、循环氮压机后冷却器设于冷箱外，主换热器、精馏塔I、主冷凝蒸发器I、精馏塔II、主冷凝蒸发器II、增压透平膨胀机、液氮泵、过冷器设于冷箱内，主冷凝蒸发器I设于精馏塔I之上，主冷凝蒸发器II设于精馏塔II之上；/n过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、主换热器依次连接，主换热器第一部分冷却出口和低温冷冻机连接，低温冷冻机和主换热器连接，主换热器第一完全冷却出口和精馏塔I底部的原料空气进口连接；/n精馏塔I底部的液空出口和过冷器连接，过冷器和主冷凝蒸发器I连接，过冷器和主冷凝蒸发器I的连接管路上设有节流阀，主冷凝蒸发器I的富氧空气出口、主冷凝蒸发器I的液空出口均和精馏塔II底部连接；/n精馏塔I顶部的压力氮气出口分别和主冷凝蒸发器I、主换热器连接，主冷凝蒸发器I的液氮出口和精馏塔I顶部连接；主换热器和循环氮压机连接，循环氮压机和循环氮压机后冷却器连接，循环氮压机后冷却器分别和外部中压氮气储罐、增压透平膨胀机增压端连接，增压透平膨胀机增压端和增压透平膨胀机增压后冷却器连接，增压透平膨胀机增压后冷却器和主换热器连接，主换热器第二部分冷却出口和低温冷冻机连接，低温冷冻机和主换热器连接，主换热器第三部分冷却出口、第二完全冷却出口分别和增压透平膨胀机、精馏塔I顶部连接，增压透平膨胀机和主换热器连接，主换热器连至循环氮压机；主换热器第二完全冷却出口和精馏塔I顶部的连接管路上设有节流阀；/n精馏塔II底部的富氧液空出口和主冷凝蒸发器II连接，精馏塔II底部的富氧液空出口和主冷凝蒸发器II连接管路上设有节流阀；精馏塔II顶部的污氮气出口和过冷器连接，过冷器和主换热器连接，主换热器分别和外部放空管道、电加热器连接，电加热器和交替使用的分子筛吸附器连接；/n精馏塔II顶部的氮气出口和主冷凝蒸发器II连接，主冷凝蒸发器II的液氮出口分别和液氮泵、外部的液氮储罐、精馏塔II顶部连接，液氮泵和精馏塔I顶部连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种低能耗中压氮气制取装置，其特征在于，包括过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、主换热器、低温冷冻机、精馏塔I、主冷凝蒸发器I、精馏塔II、主冷凝蒸发器II、增压透平膨胀机、增压透平膨胀机增压后冷却器、循环氮压机、循环氮压机后冷却器、液氮泵、过冷器，
过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、低温冷冻机、增压透平膨胀机增压端、增压透平膨胀机增压后冷却器、循环氮压机、循环氮压机后冷却器设于冷箱外，主换热器、精馏塔I、主冷凝蒸发器I、精馏塔II、主冷凝蒸发器II、增压透平膨胀机、液氮泵、过冷器设于冷箱内，主冷凝蒸发器I设于精馏塔I之上，主冷凝蒸发器II设于精馏塔II之上；
过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、主换热器依次连接，主换热器第一部分冷却出口和低温冷冻机连接，低温冷冻机和主换热器连接，主换热器第一完全冷却出口和精馏塔I底部的原料空气进口连接；
精馏塔I底部的液空出口和过冷器连接，过冷器和主冷凝蒸发器I连接，过冷器和主冷凝蒸发器I的连接管路上设有节流阀，主冷凝蒸发器I的富氧空气出口、主冷凝蒸发器I的液空出口均和精馏塔II底部连接；
精馏塔I顶部的压力氮气出口分别和主冷凝蒸发器I、主换热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦霆，何森林，杨正军，
申请(专利权)人：杭州特盈能源技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33