粗氩精制液氩系统及其精制工艺技术方案

本发明专利技术属于液氩制备技术领域，涉及一种粗氩精制液氩系统及其精制工艺，系统包括隔板塔、回流槽、塔顶气压缩机和蒸发冷凝器；隔板塔内从上自下依次设置塔顶段、传质段以及塔底段；传质段内的轴向上设置隔板，隔板将传质段分割成左腔室和右腔室；蒸发冷凝器置于塔底段内；左腔室上设置进料口，右腔室上设置出料口，进料口依次经塔顶段、塔顶气压缩机、蒸发冷凝器、回流槽回流至右腔室内并经出料口排出；右腔室与塔顶段连通。本发明专利技术具有能耗低、成本小、氩纯度高以及调节灵活的优点。氩纯度高以及调节灵活的优点。氩纯度高以及调节灵活的优点。

【技术实现步骤摘要】
粗氩精制液氩系统及其精制工艺


[0001]本专利技术属于液氩制备
，涉及一种粗氩精制液氩系统及其精制工艺。

技术介绍

[0002]氩气是一种惰性气体，在常温下与其他物质均不起化学反应，在高温下也不溶于液态金属中，在焊接有色金属时更能显示其优越性，可用于灯泡充气和对不锈钢、镁、铝等的电弧焊接，即“氩弧焊”。
[0003]现有的氩气提取一般采用精馏法，提取工艺为两塔精馏或是三塔精馏，精馏过程中，采用液体空气做热源，液氮做冷源，虽然能实现液氩氩的提取，但是现有的提取工艺存在以下问题：液体空气和液氮消耗量大，空分中能耗大，提取成本高。

技术实现思路

[0004]针对现有氩气提取存在的原料消耗量大以及能耗大的技术问题，本专利技术提供一种粗氩精制液氩系统及其精制工艺，具有能耗低、成本小、氩纯度高以及调节灵活的优点。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种粗氩精制液氩系统，包括隔板塔、回流槽、塔顶气压缩机和蒸发冷凝器；所述隔板塔内从上自下依次设置塔顶段、传质段以及塔底段；所述传质段内的轴向上设置隔板，所述隔板将传质段分割成左腔室和右腔室；所述蒸发冷凝器置于塔底段内；所述回流槽和塔顶气压缩机均置于隔板塔外部；所述左腔室上设置进料口，所述右腔室上设置出料口，所述进料口依次经塔顶段、塔顶气压缩机、蒸发冷凝器、回流槽回流至右腔室内并经出料口排出；所述右腔室与塔顶段连通。
[0007]进一步的，所述回流槽包括上下依次连通的冷凝罐和回流罐，所述回流罐上设置回流进口以及与回流进口连通的回流出口；所述冷凝罐上设置与回流进口连通的排气口；所述回流进口与蒸发冷凝器连通，所述回流出口与右腔室连通。
[0008]进一步的，所述粗氩精制液氩系统还包括设置在冷凝罐内的塔顶冷凝器；所述回流进口经塔顶冷凝器与排气口连通；所述冷凝罐上还分别设置冷料进口以及位于冷料进口上方的冷料出口，所述冷料进口经塔顶冷凝器与冷料出口连通。
[0009]进一步的，所述粗氩精制液氩系统还包括外接在排气口上的排放管路，所述排放管路上设置排放控制阀。
[0010]进一步的，所述粗氩精制液氩系统还包括节流阀和回流泵；所述回流出口依次经回流泵、节流阀与右腔室连通。
[0011]进一步的，所述粗氩精制液氩系统还包括换热器以及与换热器连通的冷凝器；所述冷凝器与进料口连通；所述冷凝器上设置与冷凝器内部连通的液氮管路；所述换热器上设置与换热器内部连通的气氮管路。
[0012]一种所述粗氩精制液氩系统的液氩精制工艺，包括以下步骤：
[0013]1)粗氩进入隔板塔的左腔室换热传质得到氩氮气体和富氧液，氩氮气体不断向上
在塔顶段富集，富氧液向下在塔底段富集；
[0014]2)同时，塔顶段富集的氩氮气体经压缩换热冷凝，得到的冷凝液回流至右腔室换热传质得到氩氮气体、精氩液和富氧液，氩氮气体向上在塔顶段富集，富氧液向下在塔底段富集，精氩液作为产品采出；得到的未冷凝气经塔顶冷凝器冷凝控制排放。
[0015]进一步的，所述步骤1)中，粗氩是直接从空分送入的或是利用液氮将粗氩气常温降低至
‑
180℃以下得到的。
[0016]进一步的，所述粗氩中，氮气体积占比小于0.5％。
[0017]进一步的，所述步骤2)中，冷凝液回流过程中，通过排放控制阀控制未冷凝气的排放量及冷凝液的回流量。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019]1、本专利技术提供的精制系统和精制工艺，利用隔板塔塔底蒸发冷凝器的热泵精馏技术，将塔底冷量带入塔顶，塔顶热量带入塔底，完成回流及氩富积纯化，节省外界输入的热量和冷量，降低成本，达到节能降耗的目的。
[0020]2、本专利技术中，塔顶气经压缩冷凝作为回流液，对隔板塔进行减压提高氩纯度，回流过程中，通过压缩机转速来调节回流比，实现热量平衡及氩纯度的提高，能耗低，调节灵活。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提供的液氩精制系统；
[0022]其中：
[0023]1—隔板塔；2—回流槽；3—塔顶气压缩机；4—冷凝器；5—换热器；6—蒸发冷凝器；7—塔顶冷凝器；8—排放控制阀；9—回流泵；10—节流阀。
具体实施方式
[0024]现结合附图以及实施例对本专利技术做详细的说明。
[0025]实施例
[0026]参见图1，本实施例提供的粗氩精制液氩系统包括隔板塔1、回流槽2、塔顶气压缩机3和蒸发冷凝器6；隔板塔1内从上自下依次设置塔顶段、传质段以及塔底段；传质段内的轴向上设置隔板，隔板将传质段分割成左腔室和右腔室；回流槽2和塔顶气压缩机3均置于隔板塔1外，蒸发冷凝器6置于塔底段内；左腔室侧壁上设置进料口，右腔室侧壁上设置出料口，进料口依次经塔顶段、塔顶气压缩机3、蒸发冷凝器6、回流槽2回流至右腔室内并经出料口排出；右腔室与塔顶段连通。
[0027]回流槽2包括上部的冷凝罐以及下部的回流罐，冷凝罐与回流罐连通；回流罐上设置回流进口以及与回流进口连通的回流出口；冷凝罐上设置与回流进口连通的排气口；回流进口与蒸发冷凝器6连通，回流出口与右腔室连通。
[0028]粗氩精制液氩系统还包括设置在冷凝罐内的塔顶冷凝器7；回流进口经塔顶冷凝器7与排气口连通；冷凝罐上还分别设置冷料进口以及位于冷料进口上方的冷料出口，冷料进口经塔顶冷凝器7与冷料出口连通。
[0029]粗氩精制液氩系统还包括外接在排气口上的排放管路，排放管路上设置排放控制阀8。
[0030]粗氩精制液氩系统还包括节流阀10和回流泵9；回流出口依次经回流泵9、节流阀10与右腔室连通。
[0031]粗氩精制液氩系统还包括换热器5以及与换热器5连通的冷凝器4；冷凝器4与进料口连通；冷凝器4上设置与冷凝器4内部连通的液氮管路；换热器5上设置与换热器5内部连通的气氮管路。
[0032]具体的，隔板塔1为圆柱塔，隔板塔1轴向放置，隔板塔1内从上自下依次设置塔顶段、传质段以及塔底段；传质段通过隔板分为两个独立的左腔室和右腔室，左腔室顶部和右腔室顶部均与塔顶段连通，左腔室底部和右腔室底部均与塔底段连通。左腔室塔侧中部设置进料口，右腔室塔侧中部设置出料口，塔顶段上设置塔顶气出口，塔顶气出口经塔顶气压缩机3、蒸发冷凝器6与回流槽2连通，经冷凝后分为两路，第一路凝液经回流泵9和节流阀10连通，并经节流阀10回流至隔板塔1右侧出料口上方的塔板处，隔板塔1塔顶设置塔底液出口；第二路未凝气经塔顶冷凝器7从排放管路排出。
[0033]实施时，回流槽2包括上部的冷凝罐以及下部的回流罐，冷凝罐和回流罐均为圆柱形罐体，冷凝罐直径小于回流罐直径，冷凝罐和回流罐同轴设置且相连通组成凸形结构。回流罐的侧部设置回流进口，回流罐的底部设置回流出口，冷凝罐内的顶部位置处设置塔顶冷凝器7，冷凝罐侧壁上分别设置冷料进口和冷料出口，冷凝罐顶部设置排气口，回流进口与蒸发冷凝器6连通，回流出口与回流泵9连通；排气口外接排放管路；排放管路上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粗氩精制液氩系统，其特征在于，包括隔板塔(1)、回流槽(2)、塔顶气压缩机(3)和蒸发冷凝器(6)；所述隔板塔(1)内从上自下依次设置塔顶段、传质段以及塔底段；所述传质段内的轴向上设置隔板，所述隔板将传质段分割成左腔室和右腔室；所述蒸发冷凝器(6)置于塔底段内；所述回流槽(2)和塔顶气压缩机(3)均置于隔板塔(1)外部；所述左腔室上设置进料口，所述右腔室上设置出料口，所述进料口依次经塔顶段、塔顶气压缩机(3)、蒸发冷凝器(6)、回流槽(2)回流至右腔室内并经出料口排出；所述右腔室与塔顶段连通。2.根据权利要求1所述的粗氩精制液氩系统，其特征在于，所述回流槽(2)包括上下依次连通的冷凝罐和回流罐，所述回流罐上设置回流进口以及与回流进口连通的回流出口；所述冷凝罐上设置与回流进口连通的排气口；所述回流进口与蒸发冷凝器(6)连通，所述回流出口与右腔室连通。3.根据权利要求2所述的粗氩精制液氩系统，其特征在于，所述粗氩精制液氩系统还包括设置在冷凝罐内的塔顶冷凝器(7)；所述回流进口经塔顶冷凝器(7)与排气口连通；所述冷凝罐上还分别设置冷料进口以及位于冷料进口上方的冷料出口，所述冷料进口经塔顶冷凝器(7)与冷料出口连通。4.根据权利要求3所述的粗氩精制液氩系统，其特征在于，所述粗氩精制液氩系统还包括外接在排气口上的排放管路，所述排放管路上设置排放控制阀(8)。5.根据权利要求4所述的粗氩精制液氩系统，其特征在于，所述粗...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建国，刘杰，崔静思，李慧军，
申请(专利权)人：陕西聚能新创煤化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：