一种氮气深冷分离系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种氮气深冷分离系统，包括：空压机、第一膨胀机、第二膨胀机、预冷机、一段过冷器、二段过冷器以及氮气储槽；精馏塔上塔塔顶输出的氮气进入空压机进行增压，预冷机的进口与出口分别与第一膨胀机的增压段及第二膨胀机的增压段连接，二段过冷器的进口与出口分别与第一膨胀机的膨胀段及第二膨胀机的膨胀段连接，第二膨胀机的膨胀段与氮气储槽连接。利用膨胀机串联增压技术代替单纯的冷水机组降温，大幅度提高气体的制冷量从而达到节能降耗，减少电量损耗的目的，且膨胀机布置更加合理，增加液氮产量。增加液氮产量。增加液氮产量。

【技术实现步骤摘要】
一种氮气深冷分离系统


[0001]本技术涉及空气分离设备
，尤其涉及一种氮气深冷分离系统。

技术介绍

[0002]空分系统是将空气作为原料，利用低温将空气转化为液体，然后在蒸馏过程中将氧气、氮气、氩气等惰性气体进行分离，在制备过程中，空气过滤降温后其中一个流程就是进行氮气深冷分离。
[0003]在低温
，循环制冷技术是极为重要的传统能源技术装备。目前氮气深冷分离中的主要设备之一为低温透平膨胀机，其作为空分系统的心脏部机，其制冷量及等熵效率的合理调控决定着整机运行的经济性。但目前的氮气深冷分离系统中主要利用冷水机组降温，辅助的低温透平膨胀机的布置方式导致制冷量较低，电量损耗大，能耗大，同时也影响液氮产量。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本技术提供一种氮气深冷分离系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
[0005]本技术采用如下技术方案：
[0006]提供一种氮气深冷分离系统，包括：空压机、第一膨胀机、第二膨胀机、预冷机、一段过冷器、二段过冷器以及氮气储槽；
[0007]精馏塔上塔塔顶输出的氮气进入所述空压机进行增压，所述预冷机的进口与出口分别与所述第一膨胀机的增压段及所述第二膨胀机的增压段连接，所述第二膨胀机的增压段与所述一段过冷器连接，所述一段过冷器与所述第一膨胀机的膨胀段连接，所述二段过冷器的进口与出口分别与所述第一膨胀机的膨胀段及所述第二膨胀机的膨胀段连接，所述第二膨胀机的膨胀段与所述氮气储槽连接。
[0008]进一步的，所述的一种氮气深冷分离系统，还包括：冷凝蒸发器以及过冷器；精馏塔下塔塔顶输出的氮气进入所述冷凝蒸发器冷凝成液氮，且冷凝液氮输送至所述过冷器进行过冷。
[0009]进一步的，所述过冷器上设置第一出口、第二出口以及第三出口；所述过冷器的第一出口与所述精馏塔上塔的进口连接；所述过冷器的第二出口与产品液氮储槽连接；所述过冷器的第三出口与氩系统连接。
[0010]进一步的，所述的一种氮气深冷分离系统，还包括：液氮过冷器以及热交换设备；精馏塔上塔塔顶抽出的污氮气输送至所述液氮过冷器，所述液氮过冷器的出口与所述热交换设备的冷媒进口连接，所述热交换设备的冷媒出口与水冷塔的进口连接。
[0011]进一步的，所述的一种氮气深冷分离系统，还包括：纯化器；污氮气经所述热交换
设备复热后，一部分进入所述水冷塔，另一部分输送至所述纯化器。
[0012]进一步的，所述纯化器包括：热交换器、板式换热器、再生管路、纯化器空压机、纯化器增压机以及电加热器；所述热交换器的冷媒进口设置污氮气接收装置，所述热交换器的冷媒出口与所述板式换热器的冷媒进口连接，所述热交换器的热媒进口与所述纯化器空压机的空气输出口连接；所述板式换热器的冷媒出口与所述电加热器的进气口连接，所述板式换热器的热媒进口与所述纯化器增压机的出气口连接；所述电加热器的出气口与所述再生管路连接。
[0013]进一步的，所述纯化器还包括：第一吸附筒及第二吸附筒，且所述第一吸附筒与所述第二吸附筒的再生进气口通过所述再生管路与所述电加热器连接。
[0014]本技术所带来的有益效果：利用膨胀机串联增压技术代替单纯的冷水机组降温，大幅度提高气体的制冷量从而达到节能降耗，减少电量损耗的目的，且膨胀机布置更加合理，增加液氮产量。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本技术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它的附图。
[0016]图1是本技术一种氮气深冷分离系统的结构示意图；
[0017]图2是本技术纯化器的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0019]如图1
‑
2所示，在一些说明性的实施例中，本技术提供一种氮气深冷分离系统，包括：空压机201、第一膨胀机202、第二膨胀机203、预冷机204、一段过冷器205、二段过冷器206、氮气储槽207。
[0020]在精馏塔上塔114的塔顶得到氮气，精馏塔上塔114塔顶输出的氮气进入空压机201进行增压，增压后的压力提高到1MPA。预冷机204的进口与出口分别与第一膨胀机202的增压段及第二膨胀机203的增压段连接。空压机201增压后的氮气经过第一膨胀机202的增压段后压力增压到1.5MPA，进入到预冷机204之前的温度
‑
22度左右，经过预冷机204降温后降至
‑
40度左右，再经过第二膨胀机203的增压段增压后压力提至4.5MPA。
[0021]第二膨胀机203的增压段与一段过冷器205连接，一段过冷器205与第一膨胀机202的膨胀段连接，二段过冷器206的进口与出口分别与第一膨胀机202的膨胀段及第二膨胀机203的膨胀段连接。第二膨胀机203的膨胀段与氮气储槽207连接。氮气经过第二膨胀机203的增压段增压后压力提至4.5MPA，再经过一段过冷器205过冷后送入第一膨胀机202的膨胀段进行膨胀，温度降至
‑
100度左右，再送入二段过冷器206，温度降至
‑
127度左右，最后送入
第二膨胀机203的膨胀段进行膨胀制冷后温度降至
‑
193度后送入氮气储槽207。
[0022]利用膨胀机串联进行阶段增压降温，大幅度提高气体的制冷量从而达到节能降耗，减少电量损耗的目的，将原来单纯的冷水机组降温改变为串联增压制冷，电量损耗大幅下降，增加液氮产量。
[0023]本技术提供的氮气深冷分离系统，还包括：冷凝蒸发器208以及过冷器209，冷凝蒸发器208的出口与过冷器209的进口连接。空气经下塔精馏后在塔顶得到氮气，精馏塔下塔115塔顶输出的氮气进入冷凝蒸发器208冷凝成液氮，冷凝成的液氮分为两个部分，一部分液氮回到下塔作回流液，另一部分输送至过冷器209进行过冷。
[0024]过冷器209上设置第一出口、第二出口以及第三出口；过冷器209的第一出口与精馏塔上塔114的进口连接；过冷器209的第二出口与产品液氮储槽210连接；过冷器209的第三出口与氩系统211连接。空气经下塔精馏后在塔顶得到氮气，进入冷凝蒸发器208被冷凝成液氮，一部分液氮回到下塔作回流液，余下液氮送入过冷器209过冷，过冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮气深冷分离系统，其特征在于，包括：空压机、第一膨胀机、第二膨胀机、预冷机、一段过冷器、二段过冷器以及氮气储槽；精馏塔上塔塔顶输出的氮气进入所述空压机进行增压，所述预冷机的进口与出口分别与所述第一膨胀机的增压段及所述第二膨胀机的增压段连接，所述第二膨胀机的增压段与所述一段过冷器连接，所述一段过冷器与所述第一膨胀机的膨胀段连接，所述二段过冷器的进口与出口分别与所述第一膨胀机的膨胀段及所述第二膨胀机的膨胀段连接，所述第二膨胀机的膨胀段与所述氮气储槽连接。2.根据权利要求1所述的一种氮气深冷分离系统，其特征在于，还包括：冷凝蒸发器以及过冷器；精馏塔下塔塔顶输出的氮气进入所述冷凝蒸发器冷凝成液氮，且冷凝液氮输送至所述过冷器进行过冷。3.根据权利要求2所述的一种氮气深冷分离系统，其特征在于，所述过冷器上设置第一出口、第二出口以及第三出口；所述过冷器的第一出口与所述精馏塔上塔的进口连接；所述过冷器的第二出口与产品液氮储槽连接；所述过冷器的第三出口与氩系统连接。4.根据权利要求3所述的一种氮气深冷分离系统，其特征在于，还包括：液氮过冷器以...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚细俊，王景平，
申请(专利权)人：湖北浠水蓝天联合气体有限公司，
类型：新型
国别省市：