本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種低純氧制取裝置，膨脹制冷系統(tǒng)包括第一膨脹機(jī)和第二膨脹機(jī)，第一膨脹機(jī)工作介質(zhì)為空氣，第二膨脹機(jī)工作介質(zhì)為低純氮?dú)饣驑?biāo)純氮?dú)猓粨Q熱系統(tǒng)包括第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、第四換熱器、第五換熱器、超高壓標(biāo)純液氧泵和超高壓標(biāo)純液氮泵；精餾系統(tǒng)包括中壓塔、常壓塔、低壓塔、冷凝蒸發(fā)器、低純液氧蒸發(fā)器和低純液氧增壓泵。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)降低了制取一定壓力低純氧氣時(shí)所需增壓空氣的壓力，設(shè)置第二膨脹機(jī)回收中壓氮?dú)獾膲毫δ埽∪チ藗鹘y(tǒng)裝置為提供增壓空氣所需配置的空氣增壓機(jī)和增壓氮?dú)馑枧渲玫漠a(chǎn)品氮壓機(jī)，減少了轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，提高了裝置的可靠性，降低了裝置投資和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的后期維護(hù)費(fèi)用。降低了裝置投資和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的后期維護(hù)費(fèi)用。降低了裝置投資和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的后期維護(hù)費(fèi)用。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種低純氧制取裝置
[0001]本技術(shù)涉及一種低純氧制取裝置，屬于低溫氣體分離
技術(shù)介紹
[0002]在采用深冷工藝制取低純氧的傳統(tǒng)裝置中，當(dāng)?shù)图冄鯕庑枰_(dá)到一定壓力時(shí)，常用低純液氧增壓再汽化復(fù)熱的工藝來(lái)替代成本較高且安全性相對(duì)較低的氧壓機(jī)，為了高效汽化復(fù)熱增壓后的低純液氧，除原料空壓機(jī)外還需要配置空氣增壓機(jī)來(lái)提供能夠與之高效換熱的增壓空氣。
[0003]另外，當(dāng)需要生產(chǎn)較低壓力的氮?dú)猱a(chǎn)品時(shí)，一般采用常壓氮?dú)饧訅旱姆绞剑枧渲卯a(chǎn)品氮?dú)鈮嚎s機(jī)；當(dāng)需要生產(chǎn)標(biāo)純液氧時(shí)，一般還需另外設(shè)置1臺(tái)純氧精餾塔；當(dāng)需要生產(chǎn)充瓶外售的超高壓標(biāo)純氧氣和氮?dú)鈺r(shí)，一般是將貯槽中液氧或液氮取出增壓，然后采用空浴汽化器汽化復(fù)熱的方式。
[0004]然而現(xiàn)有技術(shù)中采用額外配置空氣增壓機(jī)和產(chǎn)品氮壓機(jī)設(shè)備投資大，廠房成本、后期的管理維護(hù)成本均會(huì)增加，而且要求裝置中的所有轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備均配置備用機(jī)器，在此要求下如按傳統(tǒng)工藝配置空氣增壓機(jī)和氮壓機(jī)，投資更會(huì)大幅增加，單獨(dú)設(shè)置純氧精餾塔使得裝置操作更加復(fù)雜，當(dāng)充瓶外售的超高壓標(biāo)純氧氣和氮?dú)庑枨罅枯^大時(shí)，傳統(tǒng)裝置冷量損失嚴(yán)重，裝置能耗增加；
[0005]為此設(shè)計(jì)一種低純氧制取裝置來(lái)優(yōu)化上述問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本技術(shù)提供了一種低純氧制取裝置，降低了制取一定壓力低純氧氣時(shí)所需增壓空氣的壓力，設(shè)置第二膨脹機(jī)回收中壓氮?dú)獾膲毫δ埽∪チ藗鹘y(tǒng)裝置為提供增壓空氣所需配置的空氣增壓機(jī)和增壓氮?dú)馑璧漠a(chǎn)品氮壓機(jī)，減少了轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，提高了裝置的可靠性，降低了裝置投資和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的后期維護(hù)費(fèi)用；同時(shí)裝置能耗也有所降低，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
[0008]一種低純氧制取裝置，包括膨脹制冷系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)和精餾系統(tǒng)。膨脹制冷系統(tǒng)包括第一膨脹機(jī)和第二膨脹機(jī)；換熱系統(tǒng)包括第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、第四換熱器、第五換熱器、超高壓標(biāo)純液氧泵和超高壓標(biāo)純液氮泵；精餾系統(tǒng)主要包括中壓塔、常壓塔、低壓塔、冷凝蒸發(fā)器、低純液氧蒸發(fā)器和低純液氧增壓泵。
[0009]原料空氣經(jīng)原料空壓機(jī)壓縮并預(yù)處理后得到潔凈空氣分為四部分：第一潔凈空氣、第二潔凈空氣、第三潔凈空氣和第四潔凈空氣；
[0010]第一潔凈空氣經(jīng)過(guò)第一換熱器冷卻后，一部分進(jìn)入中壓塔的底部，另一部分經(jīng)過(guò)低純液氧蒸發(fā)器的冷凝側(cè)被液化后進(jìn)入中壓塔的下部；
[0011]第二潔凈空氣依次經(jīng)過(guò)第一膨脹機(jī)壓縮端增壓、第一換熱器冷卻、第一膨脹機(jī)膨脹端膨脹制冷后進(jìn)入常壓塔的中上部；
[0012]第三潔凈空氣經(jīng)過(guò)第四換熱器冷卻后進(jìn)入中壓塔的底部；
[0013]第四潔凈空氣經(jīng)過(guò)第五換熱器冷卻后進(jìn)入中壓塔的底部。
[0014]中壓塔的頂部和冷凝蒸發(fā)器的冷凝側(cè)相連接，常壓塔的底部和冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)相連接；
[0015]來(lái)自冷凝蒸發(fā)器冷凝側(cè)的第二標(biāo)純液氮經(jīng)過(guò)第二換熱器過(guò)冷后進(jìn)入低壓塔的頂部；來(lái)自中壓塔上部的低純液氮經(jīng)過(guò)第二換熱器過(guò)冷后也進(jìn)入低壓塔的頂部；來(lái)自中壓塔底部的第一富氧液空經(jīng)過(guò)第二換熱器過(guò)冷后進(jìn)入低壓塔的上部；
[0016]來(lái)自冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)的第一標(biāo)純液氧進(jìn)入低純液氧增壓泵，來(lái)自常壓塔下部的第一低純液氧也進(jìn)入低純液氧增壓泵，第一標(biāo)純液氧和第一低純液氧經(jīng)低純液氧增壓泵增壓后，再經(jīng)過(guò)第三換熱器回收冷量，進(jìn)入低壓塔的頂部。
[0017]低壓塔的底部和低純液氧蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)相連接；
[0018]來(lái)自中壓塔底部的第二富氧液空進(jìn)入低純液氧蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)；
[0019]來(lái)自低純液氧蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)底部的第二低純液氧經(jīng)第二換熱器過(guò)冷后進(jìn)入常壓塔的中部；來(lái)自低壓塔下部的第三低純液氧經(jīng)第三換熱器過(guò)冷后進(jìn)入常壓塔的下部；來(lái)自低壓塔頂部的低純氧氣經(jīng)過(guò)第一換熱器復(fù)熱后送出作為產(chǎn)品低純氧氣。
[0020]本技術(shù)也可同時(shí)生產(chǎn)與低純氧氣產(chǎn)品壓力相當(dāng)?shù)牡图兊獨(dú)饣驑?biāo)純氮?dú)猓?br/>[0021]設(shè)置第二膨脹機(jī)，其工作介質(zhì)為低純氮?dú)饣驑?biāo)純氮?dú)猓哂信蛎浂撕蛪嚎s端，來(lái)自中壓塔上部的低純氮?dú)饣蛘邅?lái)自中壓塔頂部的標(biāo)純氮?dú)庖来谓?jīng)過(guò)第一換熱器復(fù)熱、第二膨脹機(jī)的膨脹端膨脹制冷、第一換熱器再?gòu)?fù)熱、第二膨脹機(jī)的壓縮端增壓后作為產(chǎn)品低純氮?dú)饣蛘弋a(chǎn)品標(biāo)純氮?dú)馑统觥?br/>[0022]本技術(shù)還可同時(shí)生產(chǎn)標(biāo)純液氧、標(biāo)純液氮、超高壓標(biāo)純氧氣和超高壓標(biāo)純氮?dú)猓?br/>[0023]來(lái)自冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)的第二標(biāo)純液氧直接送出作為產(chǎn)品標(biāo)純液氧或者經(jīng)第二換熱器過(guò)冷后送出作為產(chǎn)品標(biāo)純液氧；
[0024]來(lái)自冷凝蒸發(fā)器冷凝側(cè)的第四標(biāo)純液氮經(jīng)第二換熱器過(guò)冷后送出作為產(chǎn)品標(biāo)純液氮；
[0025]來(lái)自冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)的第三標(biāo)純液氧進(jìn)入超高壓標(biāo)純液氧泵增壓，再經(jīng)第四換熱器復(fù)熱后送出作為產(chǎn)品超高壓標(biāo)純氧氣；
[0026]來(lái)自冷凝蒸發(fā)器冷凝側(cè)的第三標(biāo)純液氮進(jìn)入超高壓標(biāo)純液氮泵增壓，再經(jīng)第五換熱器復(fù)熱后送出作為產(chǎn)品超高壓標(biāo)純氮?dú)狻?br/>[0027]在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述第二膨脹機(jī)只具有膨脹端，來(lái)自中壓塔上部的低純氮?dú)饣蛘邅?lái)自中壓塔頂部的標(biāo)純氮?dú)庖来谓?jīng)過(guò)第一換熱器復(fù)熱、第二膨脹機(jī)的膨脹端膨脹制冷、第一換熱器再次復(fù)熱后送出作為產(chǎn)品低純氮?dú)饣蛘弋a(chǎn)品標(biāo)純氮?dú)狻?br/>[0028]在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述低純液氧蒸發(fā)器與所述低壓塔可各自獨(dú)立布置，低純液氧蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)與低壓塔的底部通過(guò)管道相連接。
[0029]在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述第二膨脹機(jī)的膨脹端和壓縮端分別設(shè)置旁通閥V1和V2，當(dāng)?shù)诙蛎洐C(jī)運(yùn)行時(shí)，旁通閥V1和V2為關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)?shù)诙蛎洐C(jī)停機(jī)時(shí)，旁通閥V1和V2開(kāi)啟，此時(shí)裝置液體產(chǎn)量減少，但不影響裝置主產(chǎn)品的性能。
[0030]在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器采用板翅式
換熱器；所述第四換熱器、第五換熱器采用繞管式換熱器。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果是：
[0032]1、設(shè)置低純液氧蒸發(fā)器和低壓塔，取適量的第一標(biāo)純液氧和大量的第一低純液氧兩部分進(jìn)入低壓塔，在低壓塔的合適位置抽取一部分用于和常壓塔之間的循環(huán)量，并引入中壓塔底部的部分富氧液空，降低了制取一定壓力低純氧氣時(shí)所需增壓空氣的壓力，省去了為提供增壓空氣所需的空氣增壓機(jī)，減少轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，增加可靠性，降低投資和后期維護(hù)費(fèi)用。
[0033]2、設(shè)置第二膨脹機(jī)，在需要同時(shí)制取一定壓力的低純氮?dú)饣蛘邩?biāo)純氮?dú)鈺r(shí)，回收中壓塔氣體的壓力能，加大裝置冷量，增加裝置的液氧或液氮產(chǎn)量，提高裝置經(jīng)濟(jì)性，也省去了增壓常壓氮?dú)馑璧漠a(chǎn)品氮壓機(jī)，減少轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，增加可靠性，降低投資和后期維護(hù)費(fèi)用。
[0034]3、在中壓塔的上部抽取一定量的低純液氮，與標(biāo)純液氮一起進(jìn)入常壓塔的頂部，增大了常壓塔的回流比，降低因在中壓塔抽取低純氮?dú)饣驑?biāo)純氮?dú)馊サ诙蛎洐C(jī)對(duì)氧提取率造成的負(fù)面影響，節(jié)約能耗。
[0035]4、在冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)底部即可獲取標(biāo)純液氧，無(wú)需再額外設(shè)置純氧精餾塔來(lái)制取標(biāo)純液氧本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種低純氧制取裝置，其特征在于：包括膨脹制冷系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)和精餾系統(tǒng)；膨脹制冷系統(tǒng)包括第一膨脹機(jī)(ET1)和第二膨脹機(jī)(ET2)；換熱系統(tǒng)包括第一換熱器(E1)、第二換熱器(E2)、第三換熱器(E3)、第四換熱器(E4)、第五換熱器(E5)、超高壓標(biāo)純液氧泵(HOP)和超高壓標(biāo)純液氮泵(HNP)；精餾系統(tǒng)包括中壓塔(C1)、常壓塔(C2)、低壓塔(C3)、冷凝蒸發(fā)器(K1)、低純液氧蒸發(fā)器(K2)和低純液氧增壓泵(OP)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低純氧制取裝置，其特征在于：原料空氣經(jīng)原料空壓機(jī)(MAC)壓縮并預(yù)處理后得到的潔凈空氣(100)分為：第一潔凈空氣(110)、第一潔凈空氣(110)、第三潔凈空氣(130)和第四潔凈空氣(140)；第一潔凈空氣(110)經(jīng)過(guò)第一換熱器(E1)后，一部分(111)與中壓塔(C1)的底部相連接，另一部分(112)經(jīng)過(guò)低純液氧蒸發(fā)器(K2)的冷凝側(cè)后與中壓塔(C1)的下部相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低純氧制取裝置，其特征在于：所述第一膨脹機(jī)(ET1)工作介質(zhì)為潔凈空氣，具有膨脹端和壓縮端，第二潔凈空氣(120)依次經(jīng)過(guò)第一膨脹機(jī)(ET1)的壓縮端、第一換熱器(E1)、第一膨脹機(jī)(ET1)的膨脹端后與常壓塔(C2)的中上部相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低純氧制取裝置，其特征在于：所述第二膨脹機(jī)(ET2)工作介質(zhì)為低純氮?dú)饣驑?biāo)純氮?dú)猓哂信蛎浂撕蛪嚎s端，來(lái)自中壓塔(C1)的低純氮?dú)?220)或標(biāo)純氮?dú)?210)依次經(jīng)過(guò)第一換熱器(E1)、第二膨脹機(jī)(ET2)的膨脹端、第一換熱器(E1)、第二膨脹機(jī)(ET2)的壓縮端后送出；或者，只具有膨脹端，來(lái)自中壓塔(C1)的低純氮?dú)?220)或標(biāo)純氮?dú)?210)依次經(jīng)過(guò)第一換熱器(E1)、第二膨脹機(jī)(ET2)的膨脹端、第一換熱器(E1)后送出。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低純氧制取裝置，其特征在于：所述中壓塔(C1)的頂部和冷凝蒸發(fā)器(K1)的冷凝側(cè)相連接，常壓塔(C2)的底部和冷凝蒸發(fā)器(K1)的蒸發(fā)側(cè)相連接；來(lái)自冷凝蒸發(fā)器(K1)冷凝側(cè)的第二標(biāo)純液氮(252)經(jīng)過(guò)第二換熱器(E2)與常壓塔(C2)的頂部相連接；所述中壓塔(C1)上部的低純液氮(240)、底部的第一...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：任文，黃科，黃震宇，趙偉達(dá)，邱丹，莫方淑，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：四川空分集團(tuán)工程有限公司，
類(lèi)型：新型
國(guó)別省市：
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