本发明专利技术公开了一种节能型液化系统及节能型氮气液化器装置，所述节能型氮气液化器装置包括循环氮压机、膨胀机、换热器和缓冲罐；循环氮压机设有进气管，进气管连通精馏塔的下塔；循环氮压机设有出气管，出气管分别连通膨胀机和换热器；膨胀机包括热膨胀机和冷膨胀机，热膨胀机和冷膨胀机通过第一管线组成双膨胀管路；换热器通过第二管线分别与循环氮压机、双膨胀管路和缓冲罐连通，以形成氮循环管路。所述节能型液化系统包括所述节能型氮气液化器装置。采用氮循环+双膨胀流程，氮气多次往返并实现多次提取，提高氮气提取率，多次循环过程中氮气反复换热以最大化增加制冷量，实现了用一台循环氮压机两套氧氮液化装置同时运行，能够降低运行成本。够降低运行成本。够降低运行成本。
【技术实现步骤摘要】
一种节能型液化系统及节能型氮气液化器装置
[0001]本专利技术属于氮气液化
，具体涉及一种节能型液化系统及节能型氮气液化器装置。
技术介绍
[0002]空分装置是对空气进行分离，并得到氧、氮、氩等高纯工业气体的装置，它被广泛应用于石油、化工、冶金、电子、能源、航空航天、食品饮料、医疗保健等各种工业领域。所得到的氧、氮和氩产品在一个国家国民经济中的应用十分广泛。
[0003]空分装置在使用过程中均存在制取出的氮气、氧气放空的问题，现有技术中所采取的解决方法是设置外液化装置，将多余的气体导入外液化装置中进行液化后存储。现有的外液化装置虽然解决了空分装置放空的问题，但自身存在较大缺陷，主要是以下两点：
[0004]其一，外液化装置包括了若干个部件，投资大，使用成本高，还需要多余的土地来放置设备。
[0005]其二，能耗高，液化所用的原料气均取自空分装置中的低压气(具体来说，是来自精馏塔上塔的低压氮气或低压氧气)，外液化装置在工作时需将低压气加压后再液化，所耗费的能源过多，同时，还需设置喂料压缩机，进一步增加了能耗。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种节能型液化系统及节能型氮气液化器装置，用以解决现有技术中存在的上述问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种节能型氮气液化器装置，包括循环氮压机、膨胀机、换热器和缓冲罐；
[0009]循环氮压机的进口设有进气管，进气管连通精馏塔的下塔，以向循环氮压机输入中压氮气，且进气管上设有前置换热器；循环氮压机的出口设有出气管，出气管分别连通膨胀机和换热器；
[0010]膨胀机包括热膨胀机和冷膨胀机，且热膨胀机和冷膨胀机通过第一管线相连并组成双膨胀管路；
[0011]换热器通过第二管线分别与循环氮压机、双膨胀管路和缓冲罐连通，以形成氮循环管路；
[0012]缓冲罐的进口分别连通双膨胀管路和换热器，缓冲罐的出口分别连有存储罐、精馏塔的上塔和空放结构。
[0013]在一种可能的设计中，下塔输入的中压氮气为不超过空分装置总氮气量10％的0.5Mpa的低温原料氮气。
[0014]在一种可能的设计中，出气管包括第一送气管和第二送气管，第一送气管连通换热器，第二送气管连通热膨胀机。
[0015]在一种可能的设计中，热膨胀机增压端的进口与第二送气管连通，热膨胀机增压端的出口通过第三送气管连通冷膨胀机增压端的进口，冷膨胀机增压端的出口通过第四送气管连通换热器；
[0016]热膨胀机膨胀端的进口连有第五送气管，第五送气管的进口延伸至换热器并与第一送气管连通，热膨胀机膨胀端的出口通过第六送气管与换热器连通；冷膨胀机膨胀端的进口连有第七送气管，第七送气管的进口延伸至换热器，冷膨胀机膨胀端的出口通过第八送气管与缓冲罐连通；
[0017]第一管线包括所述第三送气管、第四送气管、第五送气管、第六送气管、第七送气管和第八送气管。
[0018]在一种可能的设计中，第二管线包括第一中间管、第二中间管、第三中间管、第四中间管、第五中间管和第六中间管，其中，第一中间管用于连通第一送气管和第五送气管；第二中间管的进口连通第四送气管，第二中间管的出口延伸至换热器外并与缓冲罐连通；第三中间管用于连通第二中间管和第七送气管；第四中间管的进口连通第六送气管，第四中间管的出口延伸至换热器外并与进气管连通；第五中间管用于连通缓冲罐和第四中间管，第六中间管用于连通空放结构和外界。
[0019]在一种可能的设计中，缓冲罐上设有第一排气管和第二排气管，第一排气管连通第五中间管，第二排气管连有三个支管，三个支管分别连接存储罐、精馏塔的上塔和空放结构。
[0020]在一种可能的设计中，空放结构包括过冷器和量筒，过冷器设置第二排气管上，量筒竖直放置，且量筒的进口与第二排气管的一个支管连通，量筒的上出口通过第三排气管与第六中间管连通，量筒的下出口设有第四排气管，第四排气管经过冷器与第三排气管连通。
[0021]在一种可能的设计中，进气管上设有分子筛。
[0022]在一种可能的设计中，还包括冷却水管和控制模块，冷却水管用于为循环氮压机和膨胀机提供冷却水；控制模块分别与循环氮压机、膨胀机、换热器、缓冲罐和空放结构通讯连接。
[0023]第二方面，本专利技术提供了一种节能型液化系统，包括空分装置和所述的节能型氮气液化器装置，其中，空分装置包括精馏塔，精馏塔的下塔通过进气管与循环氮压机连通，缓冲罐与精馏塔的上塔连通。
[0024]有益效果：
[0025]所述节能型氮气液化器装置采用氮循环+双膨胀流程，氮气多次往返并实现多次提取，有助于提高氮气提取率，多次循环过程中氮气反复换热以最大化增加制冷量，辅以换热器和空分装置的精馏塔，同时为空分装置提供冷量，实现了用一台循环氮压机两套氧氮液化装置同时运行，能够降低运行成本，提高设备的利用率，也大大降低了液化的能耗，经实测能耗的降幅可达40％。
[0026]同时，对所述节能型氮气液化器装置所用到的各个部件而言，能够在现有的外液化装置的基础上进行改进，对管路稍作改造，加少量的阀门、仪表，同时对液化装置运行方式，特别是开停液化装置的方式，稍作调整即可。此外，还取消了常规设计的喂料压缩机，合理利用空分空压机能力，避免机器复杂化。基于此，所述节能型氮气液化器装置不仅具有氮
气提取率高、能耗低的优点，而且实现了落后设备的再利用，大大减少了投资和使用成本，适合推广应用。
附图说明
[0027]图1为一种节能型氮气液化器装置的结构示意图。
[0028]图中：
[0029]1、循环氮压机；101、进气管；102、出气管；103、第一送气管；104、第二送气管；2、膨胀机；21、热膨胀机；22、冷膨胀机；201、第三送气管；202、第四送气管；203、第五送气管；204、第六送气管；205、第七送气管；206、第八送气管；3、换热器；301、第一中间管；302、第二中间管；303、第三中间管；304、第四中间管；305、第五中间管；306、第六中间管；4、缓冲罐；401、第一排气管；402、第二排气管；5、空放结构；51、过冷器；52、量筒；501、第三排气管；502、第四排气管；6、前置换热器；7、冷却水管；8、控制模块。
具体实施方式
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本专利技术作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本专利技术的一些实施例，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。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。
[0031]实施例：
[0032]现有技术中常采用空分装置制取氮和氧，空分装置会向外排出污氮，污氮为低压氮气，以污氮为例说明传统的标准制氮流本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种节能型氮气液化器装置，其特征在于，包括循环氮压机(1)、膨胀机(2)、换热器(3)和缓冲罐(4)；循环氮压机(1)的进口设有进气管(101)，进气管(101)连通精馏塔的下塔，以向循环氮压机(1)输入中压氮气，且进气管(101)上设有前置换热器(6)；循环氮压机(1)的出口设有出气管(102)，出气管(102)分别连通膨胀机(2)和换热器(3)；膨胀机(2)包括热膨胀机(21)和冷膨胀机(22)，且热膨胀机(21)和冷膨胀机(22)通过第一管线相连并组成双膨胀管路；换热器(3)通过第二管线分别与循环氮压机(1)、双膨胀管路和缓冲罐(4)连通，以形成氮循环管路；缓冲罐(4)的进口分别连通双膨胀管路和换热器(3)，缓冲罐(4)的出口分别连有存储罐、精馏塔的上塔和空放结构(5)。2.根据权利要求1所述的节能型氮气液化器装置，其特征在于，下塔输入的中压氮气为不超过空分装置总氮气量10％的0.5Mpa的低温原料氮气。3.根据权利要求1或2所述的节能型氮气液化器装置，其特征在于，出气管(102)包括第一送气管(103)和第二送气管(104)，第一送气管(103)连通换热器(3)，第二送气管(104)连通热膨胀机(21)。4.根据权利要求3所述的节能型氮气液化器装置，其特征在于，热膨胀机(21)增压端的进口与第二送气管(104)连通，热膨胀机(21)增压端的出口通过第三送气管(201)连通冷膨胀机(22)增压端的进口，冷膨胀机(22)增压端的出口通过第四送气管(202)连通换热器(3)；热膨胀机(21)膨胀端的进口连有第五送气管(203)，第五送气管(203)的进口延伸至换热器(3)并与第一送气管(103)连通，热膨胀机(21)膨胀端的出口通过第六送气管(204)与换热器(3)连通；冷膨胀机(22)膨胀端的进口连有第七送气管(205)，第七送气管(205)的进口延伸至换热器(3)，冷膨胀机(22)膨胀端的出口通过第八送气管(206)与缓冲罐(4)连通；第一管线包括所述第三送气管(201)、第四送气管(202)、第五送气管(203)、第六送气管(204)、第七送气管(205)和第八送气管(206)。5.根据权利要求4所述的节能型氮气液化器装置，其特征在于，第二管线包括第一中间管(30...
【专利技术属性】
技术研发人员：司小勋，司灵光，陈嘉玲，司王皓，
申请(专利权)人：广东粤豫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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