一种制取纯氧、高纯氧、超纯氧的制氮装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种制取纯氧、高纯氧、超纯氧的制氮装置，属于制氮装置技术领域，包括第一制氮塔组、第二制氮塔组、制氧塔、蒸发器、第一换热器，所述制氧塔底部与蒸发器的蒸发侧连通，所述第一制氮塔组的工作压力高于第二制氮塔组。二制氮塔组。二制氮塔组。

【技术实现步骤摘要】
一种制取纯氧、高纯氧、超纯氧的制氮装置


[0001]本技术涉及一种制氮装置，特别是涉及一种制取纯氧、高纯氧、超纯氧的制氮装置，属于制氮装置


技术介绍

[0002]近年来，市场对于氮产品的需求快速增长，其中有部分客户在使用氮气的同时还需要用到纯氧、高纯氧、超纯氧产品，如直接外购纯氧、高纯氧、超纯氧产品，成本很高；如果外购普氧(一般为 99.6％O2)产品通过设置独立的深度提纯系统来获取纯氧、高纯氧、超纯氧产品，投资高，能效差，独立的提纯系统管理维护成本也较高。
[0003]也有部分客户希望通过在制氮装置中生产纯氧、高纯氧、超纯氧产品外售来提升企业经济效益。

技术实现思路

[0004]针对上述客户的需求，本技术提供了一种制取纯氧、高纯氧、超纯氧的制氮装置，可在高效生产氮气的同时制取纯氧、高纯氧、超纯氧液态产品或气态产品，工艺简单，投资低，能效好。
[0005]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种制取纯氧、高纯氧、超纯氧的制氮装置，包括第一制氮塔组、第二制氮塔组、制氧塔、蒸发器、第一换热器，所述制氧塔底部与蒸发器的蒸发侧连通，所述第一制氮塔组的工作压力高于第二制氮塔组。
[0007]从第二制氮塔组中精馏塔的合适位置抽取适量低压富氧液空经过第二换热器过冷后送入制氧塔的顶部，为制氧塔精馏提供回流液，制氧塔底部设置蒸发器，为制氧塔精馏提供上升气。从第二制氮塔组中精馏塔的合适位置抽取适量低压氮气送入蒸发器的冷凝侧，作为蒸发器的热源。
[0008]从第二制氮塔组中精馏塔的合适位置抽取适量低压液氮，与蒸发器冷凝侧的液氮一起进入液氮泵NP加压，加压后的液氮送回第一制氮塔组。
[0009]在制氧塔的顶部得到富氧空气，富氧空气经第二换热器复热后再送入第一换热器继续复热至常温送出。在蒸发器的底部得到液态纯氧、高纯氧、超纯氧，抽取一定量的液态纯氧、高纯氧、超纯氧进入液氧泵增压后直接以液态送出贮存，或者进入第一换热器复热至常温以一定压力的气态纯氧、高纯氧、超纯氧送出。
[0010]当装置所需冷量不足时，可从外部注入液氮来补充装置所需冷量。
[0011]在本申请的一种实施例中，当需要的纯氧、高纯氧、超纯氧产量较大，从第二制氮塔组中抽取的低压富氧液空量较大时，可从第一制氮塔组中精馏塔的合适位置抽取适量中压富氧液空送入第二制氮塔组中精馏塔的合适位置作为补充。
[0012]在本申请的一种实施例中，也可从第一制氮塔组中精馏塔的合适位置抽取适量中压氮气送入蒸发器的冷凝侧，作为蒸发器的热源。采用中压氮气作为热源，可以提高蒸发器
蒸发侧和制氧塔的工作压力。当蒸发器蒸发侧的工作压力提高后，底部抽取的液态纯氧、高纯氧、超纯氧可直接送入液体贮槽贮存而无需另行配置液氧泵增压；当制氧塔的工作压力提高后，即制氧塔顶部得到的富氧空气压力提高，此富氧空气的压力能可通过膨胀机回收后再送出。但是工作压力的提高会降低精馏效率，对碳氢化合物、氩等杂质的分离不利，不作为优选。
[0013]在本申请的一种实施例中，也可从第一制氮塔组中精馏塔的合适位置抽取适量中压富氧液空为制氧塔精馏提供回流液，不作为优选。
[0014]与现有技术相比，本技术的有益效果是：可在双塔或多塔制氮装置中高效生产氮气的同时制取纯氧、高纯氧、超纯氧液态产品或气态产品，工艺简单，投资低，能效好，省去客户外购纯氧、高纯氧、超纯氧产品或者外购普氧再另行提纯的费用，也可满足客户在制氮装置中制取纯氧、高纯氧、超纯氧产品来外售以提高经济效益的需求。
附图说明
[0015]了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本技术实施例一中装置的工艺流程示意图；
[0017]图2为本技术实施例二中装置的工艺流程示意图；
[0018]图3为本技术总工艺流程示意图。
[0019]附图标记：
[0020]AIR、原料空气；GAN、产品氮气；HGOX、产品高纯氧气；HLOX、产品高纯液氧；LIN、反注液氮；
[0021]E1、第一换热器；E2、第二换热器；C1、第一制氮塔；C2、第二制氮塔；C3、制氧塔；K3、蒸发器；OP、液氧泵；NP、液氮泵； ET、膨胀机；
[0022]201、低压富氧液空；301、富氧空气；211、低压氮气；221、低压液氮；111、中压氮气；100、第一制氮塔组；200、第二制氮塔组。
具体实施方式
[0023]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术申请实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0024]下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。
[0025]实施例一
[0026]如图1所示，本技术的实施例一提供了一种同时制取高纯氧气和高纯液氧的制氮装置，
[0027]产品高纯氧气HGOX：纯度为≥99.999％O2，压力为≥800kPa(G)；
[0028]产品氮气GAN：纯度为≤1ppmO2，压力为≥750kPa(G)；
[0029]产品高纯液氧HLOX：纯度为≥99.999％O2；
[0030]一种制取高纯氧的制氮装置，主要包括：膨胀机ET、第一换热器E1、第二换热器E2、第一制氮塔C1、第二制氮塔C2、制氧塔C3、蒸发器K3、液氮泵NP和液氧泵OP。
[0031]经压缩并预处理后得到压力～785kPa(G)的原料空气AIR，原料空气AIR经第一换热器E1冷却至一定温度后进入第一制氮塔C1底部，在第一制氮塔的顶部抽取一定量的氮气经第一换热器E1复热至常温后得到压力～750kPa(G)的产品氮气GAN；
[0032]从第二制氮塔C2的下部抽取适量低压富氧液空201经过第二换热器E2过冷后送入制氧塔C3的顶部，为制氧塔C3精馏提供回流液，制氧塔C3底部设置蒸发器K3，为制氧塔C3精馏提供上升气。制氧塔C3的工作压力为～36kPa(G)，从第二制氮塔C2的顶部抽取适量压力为～420kPa(G)的低压氮气211送入蒸发器K3的冷凝侧，作为蒸发器K3的热源。
[0033]从第二制氮塔C2的顶部抽取适量低压液氮221，与蒸发器K3 冷凝侧的液氮一起进入液氮泵NP加压，加压后的液氮送回第一制氮塔C1顶部。
[0034]在制氧塔C3的顶部得到压力～30kPa(G)的富氧空气301，富氧空气301经第二换热器E2复热后再送入第一换热器E1继续复热至常温后送出。在蒸发器K3的底部得到高纯液氧，从蒸发器K3的底部抽取一定量的高纯液氧进入液氧泵OP增压后分为两部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制取纯氧、高纯氧、超纯氧的制氮装置，其特征在于：包括第一制氮塔组(100)、第二制氮塔组(200)、制氧塔(C3)、蒸发器(K3)、第一换热器(E1)；所述制氧塔(C3)底部与蒸发器(K3)的蒸发侧连通，所述第一制氮塔组(100)的工作压力高于第二制氮塔组(200)，所述第一制氮塔组(100)通过阀门连通有液氮泵(NP)，液氮泵(NP)的另一端通过阀门与蒸发器(K3)连通，所述第一制氮塔组(100)通过阀门连通所述第二制氮塔组(200)，所述第二制氮塔组(200)通过第二换热器(E2)与制氧塔(C3)的顶侧部连通，所述第二制氮塔组(200)与蒸发器(K3)连通，所述第二制氮塔组(200)通过阀门与液氮泵(NP)的另一端连通。2.根据权利要求1所述的一种制取纯氧、高纯氧、超纯氧的制氮装置，其特征在于：所述制氧塔(C3)通过第二换热器(E2)并通过第一换热器(E1)输出。3.根据权利要求2所述的一种制取纯氧、高纯氧、超纯氧的制氮装置，其特征在于：第二制氮塔组(200)中精馏塔的合适位置抽取适量低压氮气(211)送入蒸发器(K3)的冷凝侧；或者，从第一制氮塔组(100)中精馏塔的合适位置抽取适量中压氮气(111)；送入蒸发器(K3)的冷凝侧；低压氮气(211)或者中压氮气(111)在蒸发器(K3)的冷凝侧被冷凝为液氮后进入液氮泵(NP)增压送回第一制氮塔组(100)。4.根据权利要求3所述的一种制取纯氧、高纯氧、超纯氧的制氮装置，其特征在于：在制氧塔(C3)的顶部得到富氧空气(301)，富氧空气(301)经第一换热器(E1)复热回收冷量后送出...

【专利技术属性】
技术研发人员：任文，黄科，傅强，黄震宇，卢川东，莫方淑，
申请(专利权)人：四川空分集团工程有限公司，
类型：新型
国别省市：