CN102003865A - 一种制氮装置及其制氮方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制氮装置，其特征在于，包括空气压缩机(10)、与所述空气压缩机(10)管路连接的预冷机组(20)、与该预冷机组(20)管路连接的纯化系统(30)，以及与所述纯化系统(30)管理连接的分馏塔(40)。与现有技术相比，本发明的有益效果是：制压力氮效率较高，且提取率也较高。

Description

一种制氮装置及其制氮方法
技术领域
本发明涉及一种制氮装置及其制氮方法，尤其是涉及一种深冷制氮设备及其制氮的工艺流程。
背景技术
随着经济发展，科技研发民用工业，都离不开气体工业与低温技术，全球特别是中国的经济增长，使空分市场前景看好、形势乐观。当前国内外空分，处于“黄金时期”，成为“朝阳工业”。石化、电子、化纤、多晶硅等工业的发展需要高纯氮气越来越多。制氮设备，属于国家鼓励发展的节能环保范畴。项目符合国家节约资源、坚持可持续发展的要求。国家发布实施的《促进产业结构调整暂行规定》和与之相配的《产业结构调整指导目录》，“能耗”是划分“目录”的一个很重要的标准。采用高新技术来降低能耗的项目列入“鼓励类”，凡是资源和能源消耗高、严重污染环境和破坏环境的项目则被列入“淘汰类”，一批落后产品将被限期淘汰。
一般的，行业内大多需要有压力的氮气，以满足生产工艺的需要。然而，大多制氮方法不能直接生产出压力氮，需要在生产出氮气后，再在该氮气中加压，效率较低；另外，即便是少数可以直接生产出压力氮的方法，也存在提取率较低的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种制氮装置及其制氮方法，可克服上述技术问题，提取率较高的直接生产出压力氮。
本发明的目的通过提供以下技术方案实现：
一种制氮装置，包括空气压缩机、与所述空气压缩机管路连接的预冷机组、与该预冷机组管路连接的纯化系统，以及与所述纯化系统管理连接的分馏塔。
进一步地，所述分馏塔还包括两个主换热器、；
与所述主换热器管路连接的精馏塔、冷器、膨胀机、辅塔；
设置于所述精馏塔上部的主冷；
管路连接于所述精馏塔和所述辅塔的低温泵；
以及设置于辅塔上部的辅冷。
本发明的目的还可通过以下方法实现：
一种制氮方法，其中，包括以下步骤：
S100、原料空气由空气压缩机压缩；
S102、经预冷机组冷却，然后再进入纯化系统；
S104、在纯化系统中吸附掉原料空气中的水分、二氧化碳及碳氢化合物后进入分馏塔；
S106、在分馏塔的主换热器中，空气与返流的富氧气和氮气进行换热，温度降至接近空气液化点进入精馏塔进行精馏；
S108、在精馏塔的顶部得到高纯度氮气。
进一步地，在S100中，原料空气由空气压缩机压缩至0.9MPa。
再进一步地，在所述S108后，所述高纯度氮气的一部分经主冷冷凝液化为液氮。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：制压力氮效率较高，且提取率也较高。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明制氮装置的电路图。
图2为本发明制氮方法的流程图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的最佳实施方式。
如图1所示，本发明的制氮装置，包括空气压缩机10、与所述空气压缩机10管路连接的预冷机组20、与该预冷机组20管路连接的纯化系统30，以及与所述纯化系统30管理连接的分馏塔40。
其中，该分馏塔40还包括两个主换热器401、402、与所述主换热器管路连接的精馏塔403、设置于所述精馏塔403上部的主冷404、与所述主换热器和所述精馏塔403管路连接的冷器405、与所述主换热器管路连接的膨胀机406、407、与所述主换热器管路连接的辅塔408、与所述精馏塔403管路连接的低温泵409，以及设置于辅塔408上部的辅冷410。
其中，如图2所示，本发明的制氮方法包括以下步骤：
S100、原料空气由空气压缩机10压缩至～0.9MPa；
S102、经预冷机组20冷却，然后再进入纯化系统30；
S104、在纯化系统30中吸附掉原料空气中的水分、二氧化碳及碳氢化合物后进入分馏塔40；
S106、在分馏塔40的主换热器401、402中，空气与返流的富氧气和氮气进行换热，温度降至接近空气液化点进入精馏塔403进行精馏；
S108、在精馏塔403的顶部得到高纯度氮气，这股高纯度氮气一部份作为产品氮气，经主换热器401、402复热后出分馏塔403，送至用户；
S110、另一部份，经主冷冷凝液化为液氮，所得液氮的一部份作为产品输出，另一部份重新入分馏塔40作回流液。
优选地，上述S106步骤中，还包括以下步骤：
从分馏塔底抽取的富氧液空，经过冷器405过冷后节流在主冷404中蒸发；富氧液空在主冷404内蒸发后，一部分进入主换热器401、402复热后进入膨胀机406、407制冷，膨胀后的富氧气经主换热器401、402复热后出分馏塔，去纯化系统30作为纯化系统30的再生气和冷吹气；另一部分进入辅塔408精馏，精馏的液氮经低温泵409进入精馏塔403，液空节流后进入辅冷410与主冷404未蒸发液空汇合蒸发，蒸发后蒸汽经过冷405与主换热器401、402复热后放空。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (5)

1.一种制氮装置，其特征在于，包括空气压缩机(10)、与所述空气压缩机(10)管路连接的预冷机组(20)、与该预冷机组(20)管路连接的纯化系统(30)，以及与所述纯化系统(30)管理连接的分馏塔(40)。
2.如权利要求1所述的制氮装置，其特征在于，所述分馏塔(40)还包括两个主换热器(401)、(402)；
与所述主换热器管路连接的精馏塔(403)、冷器(405)、膨胀机(406)、(407)、辅塔(408)；
设置于所述精馏塔(403)上部的主冷(404)；
管路连接于所述精馏塔(403)和所述辅塔(408)的低温泵(409)；
以及设置于辅塔(408)上部的辅冷(410)。
3.一种制氮方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、原料空气由空气压缩机压缩；
S102、经预冷机组冷却，然后再进入纯化系统；
S104、在纯化系统中吸附掉原料空气中的水分、二氧化碳及碳氢化合物后进入分馏塔；
S106、在分馏塔的主换热器中，空气与返流的富氧气和氮气进行换热，温度降至接近空气液化点进入精馏塔进行精馏；
S 108、在精馏塔的顶部得到高纯度氮气。
4.如权利要求3所述的制氮方法，其特征在于，在S100中，原料空气由空气压缩机压缩至0.9MPa。
5.如权利要求3或4所述的任一种制氮方法，其特征在于，在所述S108后，所述高纯度氮气的一部分经主冷冷凝液化为液氮。
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Date Code Title Description
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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