【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空分制气，具体涉及一种采用三塔工艺的制气空分装置及其制气方法。
技术介绍
1、近年来，对工业气体如氧气、氮气的需求量有很大的增长。目前工业常用的氧气和氮气通常是采用空气分离技术制取，该技术的核心是利用空气中各组分沸点的不同，在空分塔中来实现空气混合物中各组分的分离，从而分离得到液氧、液氮或者其他气体产品。
2、常规的空分装置在空气分离的过程中，需要排放大量的污氮气以确保氧氮分离得到较好的质量，而该排放的污氮气都是排空或排放到地下的，由于污氮气中含有大量的氧气、氮气组分，大量污氮气排空或排放到地下是十分不利于环保节能，如何减少污氮气排放和合理利用污氮气增加空分产品产能是现有技术中所缺乏研究的，其次，现有技术的空分装置主要是以内压缩空分流程为主，在生产过程中最主要的消耗之一是用于原料气体压缩机的能耗，这会显著影响空分装置的提取率，使加工的原料空气量大幅度增加，能耗也随之大幅度增加，因此降低空分设备能耗也成为我们目前所要研究的方向。
技术实现思路
1、为解决上述
技术介绍
中提出的问题。本专利技术提供了一种采用三塔工艺的制气空分装置及其制气方法，具有减少污氮气排放、合理利用污氮气增加空分产品产能和降低空分设备能耗的特点。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种采用三塔工艺的制气空分装置，包括自洁式空气过滤器、原料空气透平压缩机、空气预冷系统、纯化系统、循环氮气透平压缩机、鼓风机、高温膨胀机、低温膨胀机、主换热器、下塔、上塔、提纯塔、冷凝蒸发
3、所述自洁式空气过滤器与原料空气透平压缩机相连接，所述原料空气透平压缩机的输出端与空气预冷系统连接，所述空气预冷系统与纯化系统连接，所述纯化系统进入主换热器后与下塔连接，所述冷凝蒸发器i设置在下塔上，所述下塔与上塔连接，所述下塔与冷凝蒸发器i之间设置有回流液管路i，所述下塔的顶部设置有产品氮气管路，所述产品氮气管路进入主换热器后输出，所述产品氮气管路上设置有循环原料氮气管路，所述循环原料氮气管路与循环氮气透平压缩机连接，所述循环氮气透平压缩机输出端与高温膨胀机连接，所述高温膨胀机进入主换热器换热升温后返回至循环原料氮气管路，所述循环氮气透平压缩机输出端与低温膨胀机连接，所述循环氮气透平压缩机输出端进入主换热器冷却后由低温膨胀机冷却，所述低温膨胀机进入主换热器循环返回至循环原料氮气管路，所述循环原料氮气管路的输出一路直达下塔，所述上塔底部进入主换热器后输出设置有产品氧气管路；
4、所述下塔的输出端一路进入至上塔并在其管路上设置有液空液氮过冷器，所述冷凝蒸发器i进入液空液氮过冷器后输出设置有产品液氧管路，所述上塔的顶部输出端连接提纯塔，所述下塔的另一路进入液空液氮过冷器液空过冷后到达提纯塔，所述提纯塔输出至冷凝蒸发器ii，所述冷凝蒸发器ii输出设置有再生气管路，所述冷凝蒸发器ii进入液空液氮过冷器、主换热器换热升温，所述鼓风机设置在再生气管路上，所述鼓风机的输出端连接纯化系统；
5、所述提纯塔的顶部与冷凝蒸发器ii之间设置有回流液管路ii，所述回流液管路ii的输出端一路设置有产品液氮管路，所述回流液管路ii的输出端另一路通往下塔，所述产品液氮管路上设置有过冷器。
6、作为本专利技术优选的，所述原料空气透平压缩机与空气预冷系统之间的管路上设置有消声器i。
7、作为本专利技术优选的，所述空气预冷系统内设置有空冷塔和水冷塔，所述空冷塔和水冷塔之间设置有水泵。
8、作为本专利技术优选的，所述纯化系统内设置有分子筛纯化器i、分子筛纯化器ii和消声器ii，所述分子筛纯化器ii与分子筛纯化器i相连接，所述分子筛纯化器i和分子筛纯化器ii的进入端设置有电加热器。
9、作为本专利技术优选的，所述纯化系统进入主换热器后与下塔的管路上设置有节流阀i，所述下塔至上塔的管路上设置有节流阀ii，所述提纯塔输出至冷凝蒸发器ii的管路上设置有节流阀iii。
10、作为本专利技术优选的，所述高温膨胀机和低温膨胀机上设置有膨胀机增压端，所述循环氮气透平压缩机输出端与膨胀机增压端连接，所述膨胀机增压端输出设置有冷却器。
11、作为本专利技术优选的，所述回流液管路ii的输出端通往下塔的管路上设置有液体泵。
12、作为本专利技术优选的，一种采用三塔工艺的制气空分装置的提纯方法，该方法如下：
13、s1、原料为空气，引至原料空气透平压缩机压缩增压送入空气预冷系统预冷，由分子筛纯化器i和分子筛纯化器ii交替切换运行，在纯化系统中去除二氧化碳、水份、碳氢化合物等杂质后进入空分冷箱，在主换热器换热冷却后进入下塔进行精馏提纯，在下塔顶部由产品氮气管路出塔得到产品氮气，下塔的输出端一路进入至上塔，产品氮气一部分经冷凝蒸发器i冷凝后作为下塔的回流液参与蒸馏；
14、s2、产品氮气管路上设置有循环原料氮气管路，在产品氮气中抽一路作为循环氮气透平压缩机的原料氮气，与下塔内返回的循环氮气一起经循环氮气透平压缩机升压，由高温膨胀机进入主换热器换热升温后返回至循环原料氮气管路，循环氮气透平压缩机的一路输出送往高温膨胀机膨胀制冷并换热返回循环氮气透平压缩机，循环氮气透平压缩机的另一路进入主换热器冷却，其中在主换热器中分一路送往低温膨胀机制冷，再经主换热器换热升温后返回循环氮气透平压缩机的进口，主换热器中另一路则直达下塔；
15、s3、在下塔底部得到富氧液空，分成两路，一路液空送往上塔进一步提纯，在上塔底部得到液氧和氧气，并由产品氧气管路出塔得到产品氧气，上塔顶部输出污氮气，污氮气送往提纯塔进一步提纯，另一路液空送往提纯塔与上塔顶部所输出的污氮气一起进行精馏提纯，在提纯塔塔底得到污液氮；
16、s4、污液氮送往提纯塔顶部的冷凝蒸发器ii进行蒸发，蒸发后的污氮气经过液空液氮过冷器、主换热器换热升温后，再生气管路经鼓风机增压送往纯化系统作为再生气，再生气再进行再生循环制气；
17、s5、在提纯塔顶部的氮气经冷凝蒸发器ii冷凝成液氮后一部分回到提纯塔作为回流液参与蒸馏，一部分经过冷器过冷后出塔作为产品液氮出塔，另一部分增压回到下塔作为下塔的回流液参与蒸馏。
18、通过采用上述技术方案，本专利技术和现有技术相比具有的优点是：本专利技术构成简单合理，首先原料为空气，原料空气经自洁式空气过滤器过滤掉灰尘的颗粒物后进入原料空气透平压缩机压缩增压，再通过空气预冷系统冷却后进入纯化系统，在纯化系统中去除二氧化碳、水份、碳氢化合物等杂质，初步吸附脱除效果较佳，在主换热器换热冷却后进入下塔进行精馏提纯，在下塔顶部由产品氮气管路出塔得到产品氮气，其中下塔与冷凝蒸发器i之间设置有回流液管路i，产品氮气一部分经冷凝蒸发器i冷凝后作为下塔的回流液参与蒸馏；产品氮气管路上设置有循环原料氮气管路，循环原料氮气管路与循环氮气透平压缩机连接，在产品氮气中抽一路作为循环氮气透平压缩机的原料氮气，与下塔内返回的循环氮气一起经循环氮气透平压缩机升压，循环氮气透平压缩机输出端与高温膨本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采用三塔工艺的制气空分装置，包括自洁式空气过滤器、原料空气透平压缩机、空气预冷系统、纯化系统、循环氮气透平压缩机、鼓风机、高温膨胀机、低温膨胀机、主换热器、下塔、上塔、提纯塔、冷凝蒸发器I和冷凝蒸发器II；
2.根据权利要求1所述的一种采用三塔工艺的制气空分装置，其特征在于：所述原料空气透平压缩机与空气预冷系统之间的管路上设置有消声器I。
3.根据权利要求1所述的一种采用三塔工艺的制气空分装置，其特征在于：所述空气预冷系统内设置有空冷塔和水冷塔，所述空冷塔和水冷塔之间设置有水泵。
4.根据权利要求1所述的一种采用三塔工艺的制气空分装置，其特征在于：所述纯化系统内设置有分子筛纯化器I、分子筛纯化器II和消声器II，所述分子筛纯化器II与分子筛纯化器I相连接，所述分子筛纯化器I和分子筛纯化器II的进入端设置有电加热器。
5.根据权利要求1所述的一种采用三塔工艺的制气空分装置，其特征在于：所述纯化系统进入主换热器后与下塔的管路上设置有节流阀I，所述下塔至上塔的管路上设置有节流阀II，所述提纯塔输出至冷凝蒸发器II的管路上设置有节流
6.根据权利要求1所述的一种采用三塔工艺的制气空分装置，其特征在于：所述高温膨胀机和低温膨胀机上设置有膨胀机增压端，所述循环氮气透平压缩机输出端与膨胀机增压端连接，所述膨胀机增压端输出设置有冷却器。
7.根据权利要求1所述的一种采用三塔工艺的制气空分装置，其特征在于：所述回流液管路II的输出端通往下塔的管路上设置有液体泵。
8.一种采用三塔工艺的制气空分装置的提纯方法，该方法如下：
...【技术特征摘要】
1.一种采用三塔工艺的制气空分装置，包括自洁式空气过滤器、原料空气透平压缩机、空气预冷系统、纯化系统、循环氮气透平压缩机、鼓风机、高温膨胀机、低温膨胀机、主换热器、下塔、上塔、提纯塔、冷凝蒸发器i和冷凝蒸发器ii；
2.根据权利要求1所述的一种采用三塔工艺的制气空分装置，其特征在于：所述原料空气透平压缩机与空气预冷系统之间的管路上设置有消声器i。
3.根据权利要求1所述的一种采用三塔工艺的制气空分装置，其特征在于：所述空气预冷系统内设置有空冷塔和水冷塔，所述空冷塔和水冷塔之间设置有水泵。
4.根据权利要求1所述的一种采用三塔工艺的制气空分装置，其特征在于：所述纯化系统内设置有分子筛纯化器i、分子筛纯化器ii和消声器ii，所述分子筛纯化器ii与分子筛纯化器i相连接，所述分...
【专利技术属性】
技术研发人员：林定标，陈崇文，陈辉，赵卫林，陶宏伟，王培正，卓涛涛，项玲辉，王仁保，金志，包谦群，
申请(专利权)人：浙江海畅气体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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