本发明专利技术公开了一种精馏塔用氮气循环装置，与精馏塔上的冷凝器连通，包括散热器、膨胀机、蒸发器、压缩机和密闭机体；第一散热器一端通过管路与冷凝器连通，其另一端通过管路与膨胀机一端连通；膨胀机另一端通过管路与蒸发器下端连通，蒸发器的上端通过管路与压缩机一侧端连通；压缩机和膨胀机均设置于密闭机体内；密闭机体上端与冷凝器连通；压缩机通过转轴与膨胀机连接，且密闭机体中部的侧壁上固定设置有多个驱动转轴旋转的电动机。本发明专利技术大大降低了液氮产品的能耗。本发明专利技术采用低温氮气再液化的循环利用技术，弥补了传统工艺一次利用液氮，汽化后直接排空所带来的高能耗缺点，大大节约了生产成本。了生产成本。了生产成本。
【技术实现步骤摘要】
一种精馏塔用氮气循环装置
[0001]本专利技术涉及同位素精馏
，更具体地说是涉及一种精馏塔用氮气循环装置。
技术介绍
[0002]同位素精馏即同位素分馏，是指某元素的同位素在物理、化学、生物等反应过程中以不同比例分配于不同物质之中的现象称为同位素分馏(isotopic fractionation)。平衡态下的矿物或分子之间的同位素分馏，可以用来指示物质形成温度和过程的一些信息，是地球化学最重要的基本研究工具之一。比如一棵植物(如棉花)它的根、茎、叶上，其O
18
和D同位素组成是不一样的。这就是同位素分馏的结果。自然界中的化学反应，不可逆反应、蒸发作用、扩散作用、吸附作用、生物化学反应等过程都能引起同位素分馏。
[0003]含碳化合物中，碳元素以稳定同位素12C、13C和放射性14C存在于自然界中，其中12C与13C的天然丰度比约为98.9∶1.1。随着科技的发展，13C作为示踪原子已经广泛应用于医学、药理学、生物化学和生命科学等领域。此外，高丰度的12C合成的金刚石比天然产品更好的物理性质也得到关注。现有技术中，已经有多种稳定同位素13C的生产方法，例如热扩散法、气体扩散法、化学交换法、低温精馏法、激光法等。其中低温精馏法是工业中生产13C的主要方法，但是由于同位素组分之间的蒸气压相差很小，获得高丰度的碳
‑
13必须采用多塔级联操作；且为了保持多级精馏塔的低温则需要大量的液氮来进行温度控制，而液氮在冷凝器中换热后会直接排放，这无疑增剧了能源的消耗，造成了生产成本高的现状。
[0004]因此，如何提供一种能够实现对氮气的循环利用，从而降低能源消耗和生产成本的精馏塔用氮气循环装置是本领域亟需解决的技术问题之一。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种精馏塔用氮气循环装置，目的就是为了解决上述之不足而提供。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采取了如下技术方案：
[0007]一种精馏塔用氮气循环装置，与精馏塔上的冷凝器连通，包括散热器、膨胀机、蒸发器、压缩机和密闭机体；所述散热器一端通过管路与所述冷凝器连通，其另一端通过管路与所述膨胀机一端连通；所述膨胀机另一端通过管路与所述蒸发器下端连通，所述蒸发器的上端通过管路与所述压缩机一侧端连通；所述压缩机和所述膨胀机均设置于所述密闭机体内；所述密闭机体上端与所述冷凝器连通；
[0008]所述压缩机通过转轴与所述膨胀机连接，且所述密闭机体中部的侧壁上固定设置有多个驱动所述转轴旋转的电动机。
[0009]优选地，所述膨胀机与所述蒸发器之间连通的管路上设置有可变叶片机构。
[0010]优选地，还设置有用于驱动所述可变叶片机构运动的压力供给回路。
[0011]优选地，所述冷凝器上开设有液氮入口和氮气排出口；所述冷凝器通过所述液氮
入口与所述密闭机体上端连通，并通过所述氮气排出口与所述散热器一端连通，从而形成氮气循环回路。
[0012]优选地，所述密闭机体上端设置有液氮排放口且通过管路与所述冷凝器上开设的所述液氮入口连通。
[0013]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0014]本专利技术通过设置上述压缩机和膨胀机，在液氮换热后形成氮气后从冷凝器氮气排出口排出后，经过压缩机和膨胀机的共同作用，利用高温高焓降，膨胀比大高焓降的特点获得较多的液氮产品，大大降低了液氮产品的能耗。本专利技术采用低温氮气再液化的循环利用技术，弥补了传统工艺一次利用液氮，汽化后直接排空所带来的高能耗缺点，大大节约了生产成本。
附图说明
[0015]图1为本专利技术一种精馏塔用氮气循环装置的结构示意图；
[0016]图中：1、精馏塔；11、冷凝器；111、液氮入口；112、氮气排出口；2、散热器；3、膨胀机；31、可变叶片机构；4、蒸发器；5、转轴；6、电动机；7、压缩机；8、密闭机体；81、液氮排放口；9、电源。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]实施例
[0019]参照图1所示一种精馏塔用氮气循环装置，与精馏塔1上的冷凝器11连通，包括散热器2、膨胀机3、蒸发器4、压缩机7和密闭机体8；散热器2一端通过管路与冷凝器11连通，其另一端通过管路与膨胀机3一端连通；膨胀机3另一端通过管路与蒸发器4下端连通，蒸发器4的上端通过管路与压缩机7一侧端连通；压缩机7和膨胀机3均设置于密闭机体8内；密闭机体8上端与冷凝器11连通；压缩机7通过转轴5与膨胀机3连接，且密闭机体8中部的侧壁上固定设置有多个驱动转轴5旋转的电动机6。
[0020]作为本实施例的优选或可选方式，膨胀机3与蒸发器4之间连通的管路上设置有可变叶片机构31。
[0021]作为本实施例的优选或可选方式，还设置有用于驱动可变叶片机构31运动的压力供给回路。
[0022]作为本实施例的优选或可选方式，冷凝器11上开设有液氮入口111和氮气排出口112；冷凝器11通过液氮入口111与密闭机体8上端连通，并通过氮气排出口112与散热器2一端连通，从而形成氮气循环回路。
[0023]作为本实施例的优选或可选方式，密闭机体8上端设置有液氮排放口81且通过管路与冷凝器11上开设的液氮入口111连通。
[0024]本专利技术通过设置上述压缩机7和膨胀机3，在液氮换热后形成氮气后从冷凝器11的
氮气排出口112排出后，经过压缩机7和膨胀机3的共同作用，利用高温高焓降，膨胀比大高焓降的特点获得较多的液氮产品，大大降低了液氮产品的能耗。本专利技术采用低温氮气再液化的循环利用技术，弥补了传统工艺一次利用液氮，汽化后直接排空所带来的高能耗缺点，大大节约了生产成本。
[0025]以上所述，仅是本专利技术较佳实施例而已，并非对本专利技术的技术范围作任何限制，故凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术技术方案的范围内。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种精馏塔用氮气循环装置，与精馏塔(1)上的冷凝器(11)连通，其特征在于，包括散热器(2)、膨胀机(3)、蒸发器(4)、压缩机(7)和密闭机体(8)；所述散热器(2)一端通过管路与所述冷凝器(11)连通，其另一端通过管路与所述膨胀机(3)一端连通；所述膨胀机(3)另一端通过管路与所述蒸发器(4)下端连通，所述蒸发器(4)的上端通过管路与所述压缩机(7)一侧端连通；所述压缩机(7)和所述膨胀机(3)均设置于所述密闭机体(8)内；所述密闭机体(8)上端与所述冷凝器(11)连通；所述压缩机(7)通过转轴(5)与所述膨胀机(3)连接，且所述密闭机体(8)中部的侧壁上固定设置有多个驱动所述转轴(5)旋转的电动机(6)。2.根据权利要求1所述的一种精馏塔用氮气循环装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴希，王飞，刘振兴，阮皓，曾智斌，喻海波，徐鹏飞，储诚节，任英，
申请(专利权)人：安徽中核桐源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。