CN104406365B - 一种双膨胀机中压液体设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双膨胀机中压液体设备，包含空气预冷系统、主换热器、液氧液氮制造系统、液氩制造系统；所述空气预冷系统将空气冷却降温送入分子筛纯化系统；所述分子筛纯化系统将空气过滤后送入分馏塔；所述分馏塔包括主换热器、液氧液氮制造系统、液氩制造系统；所述主换热器将空气换热后送入液氧液氮制造系统和液氩制造系统；通过主换热器与液氧液氮制造系统和液氩制造系统的循环运动，制造出液氧、液氮、液氩；本发明适合用户制造液氧、液氮、液氩从而减少工人劳动强度，提高了制作效率。
Description
技术领域
本发明涉及深冷空气分离液化设备领域，特指一种适合用户制造液氧、液氮、液氩的一种双膨胀机中压液体设备。
背景技术
氧气是地球上一切有生命的机体赖以生存的物质.它很容易与其他物质发生氧化反应，并放出大量的热量。因此，氧气作为氧化剂和助燃剂在冶金、化工、能源、机械、国防工业等部门得到广泛应用。氮气的化学性质不活泼，在平常的状态下有很大的惰性，不容易与其它物质发生化学反应。因此，氮气在冶金、电子化学工业中广泛地用来保护气。而低温液体在存储与运输方面具有优越性，因此低温液氮与液氧的需求越来越多，为此，我们研发了一种适合用户制造液氧、液氮、液氩的一种双膨胀机中压液体设备，从而减少工人劳动强度，提高了制作效率。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种适合用户制造液氧、液氮、液氩的一种双膨胀机中压液体设备。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双膨胀机中压液体设备，包含空气预冷系统、主换热器、液氧液氮制造系统、液氩制造系统；所述空气预冷系统将空气冷却降温送入分子筛纯化系统；所述分子筛纯化系统将空气过滤后送入分馏塔；所述分馏塔包括主换热器、液氧液氮制造系统、液氩制造系统；所述主换热器将空气换热后送入液氧液氮制造系统和液氩制造系统；通过主换热器与液氧液氮制造系统和液氩制造系统的循环运动，制造出液氧、液氮、液氩；所述液氧液氮制造系统包括下塔、上塔、过冷器、热端膨胀机、冷端膨胀机、循环氮气压缩机、冷凝蒸发器；所述主换热器将分子筛纯化系统送入分馏塔的空气分别与返流的氮气、氧气及污氮气进行换热；所述空气冷却后送入下塔底部参与精馏；所述下塔在精馏后得到富氧液空、氮气和液氮；所述富氧液空从下塔底部送入过冷器，所述上塔内的污氮气、氮气同时进入过冷器，所述过冷器把气体分为第三和第四两路，所述第三路气体节流后作为回流液送入上塔，第四路气体经节流后送入液氩制造系统换热后部分进入上塔参与精馏，所述上塔精馏后分别在冷凝蒸发器底部、上塔上部及顶部得到液氧、污氮气和氮气；所述液氧从冷凝蒸发器抽出送入过冷器过冷后，送出冷箱进入用户贮槽；所述冷凝蒸发器设置在上塔和下塔的中间，所述冷凝蒸发器将气体分为第五和第六两路，所述第五路液氮和来自主换热器节流后的液氮一起作为下塔顶部的回流液；第六路液氮进入过冷器，所述过冷器内的液氮被上塔来的污氮气、氮气冷却过冷后分为三部分，第一部分在节流后送入上塔作为上塔顶部的回流液，第二部分在节流后送往液氩制造系统，第三部分作为产品液氮送往用户贮槽。
优选的，所述空气预冷系统包括空冷塔和冷却泵；所述空气预冷系统将空气压缩机输送的空气进入空冷塔中被冷却泵冷却降温，经水洗涤除去水溶性杂质后进入分子筛纯化系统。
优选的，所述空气压缩机的外部设置有空气过滤器，所述空气过滤器用于去除尘埃和机械杂质。
优选的，所述分子筛纯化系统包括两台吸附器和一台电加热器；所述分子筛纯化系统中两台吸附器切换使用；所述第一台吸附器工作时，第二台吸附器被分馏塔来的污氮气经电加热器加热再生；所述分子筛纯化系统将空气过滤后分为第一和第二两路，所述第一路送入分馏塔，第二路送人分馏塔加温管路、仪表气系统和自洁式空气过滤器。
优选的，所述吸附器用于去除空气中的水分、二氧化碳。
优选的，所述下塔顶部得到的中压氮气分为三部分，所述第一部分在冷凝蒸发器中被液氧冷凝，第二部分送入主换热器，第三部分送入液氩制造系统；所述主换热器将中压氮气加热后分别与冷端膨胀机、热端膨胀机膨胀复热后的氮气一起进入氮气循环压缩机增压。所述氮气循环压缩机将氮气压缩冷却后分为二部分，所述第一部分氮气进入主换热器冷却到一定温度后，进入热端膨胀机膨胀制冷后进入主换热器进行冷量回收；所述第二部分氮气进入热端膨胀机增压冷却后，进入冷端膨胀机增压冷却后进入主换热器冷却到一定温度后分为三部分，所述第一部分氮气进入冷端膨胀机，经膨胀制冷后进入主换热器，第二部分氮气与下塔内的氮气混合加热后进入循环氮气压缩机，第三部分氮气继续冷却液化，经节流进入下塔顶部参与精馏。
优选的，所述污氮气从上塔上部抽出进入过冷器，热交换后进入主换热器加热后大部分进入分子筛纯化系统，作为吸附器再生，其余送往空冷塔。
优选的，所述液氩制造系统包括粗氩冷凝器、精氩冷凝器、精氩蒸发器、第一粗氩塔、第二粗氩塔、氩泵；所述液氧液氮制造系统中上塔下部将氩馏送入第二粗氩塔，所述第二粗氩塔与氩泵输送的粗液氩加热后进入第一粗氩塔；所述第一粗氩塔冷源为过冷后的液空，所述第一粗氩塔中氩馏经加热后，去除氧组分后进入精氩塔，精氩塔顶部及底部分别设置精氩冷凝器和精氩蒸发器；所述精氩蒸发器中被冷凝的液氮经节流后与另一路经节流后的液氮合并送入精氩冷凝器；所述精氩冷凝器中冷、热源分别为液氮和氩馏分；所述精氩蒸发器中冷、热源分别为液氩和氮气，所述粗氩在精氩塔中经过精馏在塔底得到液态精氩，所述液氩经液体量筒计量后送出冷箱进入液氩贮槽。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明所述的双膨胀机中压液体设备适合用户制造液氧、液氮、液氩；进口氮压机、增加氮气循环量；选用先进自动系统从而减少工人劳动强度，提高了制作效率。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为本发明所述的双膨胀机中压液体设备的示意图；
其中：1、空气过滤器；2、空气压缩机；3、空气预冷系统；4、空冷塔；5、冷却泵；6、分子筛纯化系统；7、吸附器；8、电加热器；9、分馏塔；10、主换热器；11、液氧液氮制造系统；12、下塔；13、上塔；14、过冷器；15、热端膨胀机；16、冷端膨胀机；17、循环氮气压缩机；18、冷凝蒸发器；19、液氩制造系统；20、粗氩冷凝器；21、精氩冷凝器； 22、精氩蒸发器；23、第一粗氩塔；24、第二粗氩塔；25、氩泵；26、精氩塔。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
附图1为本发明所述的双膨胀机中压液体设备，包含空气预冷系统3、主换热器10、液氧液氮制造系统11、液氩制造系统19；所述空气预冷系统3包括空冷塔4和冷却泵5；所述空气预冷系统3将空气压缩机2输送的空气进入空冷塔4中被冷却泵5冷却降温，经水洗涤除去水溶性杂质后进入分子筛纯化系统6；所述空气压缩机2的外部设置有空气过滤器1，所述空气过滤器1用于去除尘埃和机械杂质；所述分子筛纯化系统6包括两台吸附器7和一台电加热器8；所述分子筛纯化系统6中两台吸附器7切换使用；所述第一台吸附器7工作时，第二台吸附器7被分馏塔来的污氮气经电加热器8加热再生，所述吸附器7用于去除空气中的水分、二氧化碳；所述分子筛纯化系统6将空气过滤后分为第一和第二两路，所述第一路送入分馏塔9，第二路送人分馏塔加温管路、仪表气系统和自洁式空气过滤器；所述分馏塔9包括主换热器10、液氧液氮制造系统11、液氩制造系统19；所述液氧液氮制造系统11包括下塔12、上塔13、过冷器14、热端膨胀机15、冷端膨胀机16、循环氮气压缩机17、冷凝蒸发器18；所述液氩制造系统19包括粗氩冷凝器20、精氩冷凝器21、精氩蒸发器22、第一粗氩塔23、第二粗氩塔24、氩泵25；所述主换热器10将分子筛纯化系统6送入分馏塔9的空气分别与返流的氮气、氧气及污氮气进行换热；所述空气冷却后送入下塔12底部参与精馏；所述下塔12在精馏后得到富氧液空、氮气和液氮；所述富氧液空从下塔12底部送入过冷器14，所述上塔13内的污氮气、氮气同时进入过冷器14，所述过冷器14把气体分为第三和第四两路，所述第三路气体节流后作为回流液送入上塔13，第四路气体经节流后送入粗氩冷凝器20换热后部分进入上塔13参与精馏，所述上塔13精馏后分别在冷凝蒸发器18底部、上塔13上部及顶部得到液氧、污氮气和氮气；所述液氧从冷凝蒸发器18抽出送入过冷器14过冷后，送出冷箱进入用户贮槽；所述冷凝蒸发器18设置在上塔13和下塔12的中间，所述冷凝蒸发器18将气体分为第五和第六两路，所述第五路液氮和来自主换热器10节流后的液氮一起作为下塔12顶部的回流液；第六路液氮进入过冷器14，所述过冷器14内的液氮被上塔13来的污氮气、氮气冷却过冷后分为三部分，第一部分在节流后送入上塔13作为上塔13顶部的回流液，第二部分作为产品液氮送往用户贮槽，第三部分在节流后送往精氩冷凝器21；所述下塔12顶部得到的中压氮气分为三部分，所述第一部分在冷凝蒸发器18中被液氧冷凝，第二部分送入主换热器10，第三部分送入精氩蒸发器22；所述主换热器10将中压氮气加热后分别与冷端膨胀机15、热端膨胀机16膨胀复热后的氮气一起进入氮气循环压缩机17增压。所述氮气循环压缩机17将氮气压缩冷却后分为二部分，所述第一部分氮气进入主换热器10冷却到一定温度后，进入热端膨胀机15膨胀制冷后进入主换热器10进行冷量回收；所述第二部分氮气进入热端膨胀机15增压冷却后，进入冷端膨胀机15增压冷却后进入主换热器10冷却到一定温度后分为三部分，所述第一部分氮气进入冷端膨胀机，经膨胀制冷后进入主换热器，第二部分氮气与下塔12内的氮气混合加热后进入循环氮气压缩机17，第三部分氮气继续冷却液化，经节流进入下塔12顶部参与精馏；所述精氩蒸发器22中被冷凝的液氮经节流后与另一路经节流后的液氮合并送入精氩冷凝器21；所述上塔13下部将氩馏送入第二粗氩塔24，所述第二粗氩塔24与氩泵25输送的粗液氩加热后进入第一粗氩塔23；所述第一粗氩塔23冷源为过冷后的液空，所述第一粗氩塔23中氩馏经加热后，去除氧组分后进入精氩塔26，精氩塔26顶部及底部分别设置精氩冷凝器21和精氩蒸发器22；所述精氩冷凝器21中冷、热源分别为液氮和氩馏分；所述精氩蒸发器22中冷、热源分别为液氩和氮气，所述粗氩在精氩塔26中经过精馏在塔底得到液态精氩，所述液氩经液体量筒计量后送出冷箱进入液氩贮槽；所述污氮气从上塔13上部抽出进入过冷器14，热交换后进入主换热器10加热后大部分进入分子筛纯化系统6，作为吸附器7再生，其余送往空冷塔4。
使用时：通过先进的DCS全自动系统和调节阀、在线分析仪等测控组件的控制，确保液体设备的正常运行；所有控制阀门处于一个安全的位置，当液体设备出现事，可及时关闭阀门，保证设备安全。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明所述的双膨胀机中压液体设备适合用户制造液氧、液氮、液氩；进口氮压机、增加氮气循环量；选用先进自动系统从而减少工人劳动强度，提高了制作效率。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种双膨胀机中压液体设备，其特征在于：包含空气预冷系统、主换热器、液氧液氮制造系统、液氩制造系统；所述空气预冷系统将空气冷却降温送入分子筛纯化系统；所述分子筛纯化系统将空气过滤后送入分馏塔；所述分馏塔包括主换热器、液氧液氮制造系统、液氩制造系统；所述主换热器将空气换热后送入液氧液氮制造系统和液氩制造系统；通过主换热器与液氧液氮制造系统和液氩制造系统的循环运动，制造出液氧、液氮、液氩；所述液氧液氮制造系统包括下塔、上塔、过冷器、热端膨胀机、冷端膨胀机、循环氮气压缩机、冷凝蒸发器；所述主换热器将分子筛纯化系统送入分馏塔的空气分别与返流的氮气、氧气及污氮气进行换热；所述空气冷却后送入下塔底部参与精馏；所述下塔在精馏后得到富氧液空、氮气和液氮；所述富氧液空从下塔底部送入过冷器，所述上塔内的污氮气、氮气同时进入过冷器，所述过冷器把气体分为第三和第四两路，所述第三路气体节流后作为回流液送入上塔，第四路气体经节流后送入液氩制造系统换热后部分进入上塔参与精馏，所述上塔精馏后分别在冷凝蒸发器底部、上塔上部及顶部得到液氧、污氮气和氮气；所述液氧从冷凝蒸发器抽出送入过冷器过冷后，送出冷箱进入用户贮槽；所述冷凝蒸发器设置在上塔和下塔的中间，所述冷凝蒸发器将气体分为第五和第六两路，所述第五路液氮和来自主换热器节流后的液氮一起作为下塔顶部的回流液；第六路液氮进入过冷器，所述过冷器内的液氮被上塔来的污氮气、氮气冷却过冷后分为三部分，第一部分在节流后送入上塔作为上塔顶部的回流液，第二部分在节流后送往液氩制造系统，第三部分作为产品液氮送往用户贮槽。
2.根据权利要求1所述的双膨胀机中压液体设备，其特征在于：，所述空气预冷系统包括空冷塔和冷却泵；所述空气预冷系统将空气压缩机输送的空气进入空冷塔中被冷却泵冷却降温，经水洗涤除去水溶性杂质后进入分子筛纯化系统。
3.根据权利要求2所述的双膨胀机中压液体设备，其特征在于：所述空气压缩机的外部设置有空气过滤器，所述空气过滤器用于去除尘埃和机械杂质。
4.根据权利要求1所述的双膨胀机中压液体设备，其特征在于：所述分子筛纯化系统包括两台吸附器和一台电加热器；所述分子筛纯化系统中两台吸附器切换使用；所述第一台吸附器工作时，第二台吸附器被分馏塔来的污氮气经电加热器加热再生；所述分子筛纯化系统将空气过滤后分为第一和第二两路，所述第一路送入分馏塔，第二路送入分馏塔加温管路、仪表气系统和自洁式空气过滤器。
5.根据权利要求4所述的双膨胀机中压液体设备，其特征在于：所述吸附器用于去除空气中的水分、二氧化碳。
6.根据权利要求1所述的双膨胀机中压液体设备，其特征在于：所述下塔顶部得到的中压氮气分为三部分，所述第一部分在冷凝蒸发器中被液氧冷凝，第二部分送入主换热器，第三部分送入液氩制造系统；所述主换热器将中压氮气加热后分别与冷端膨胀机、热端膨胀机膨胀复热后的氮气一起进入氮气循环压缩机增压；所述氮气循环压缩机将氮气压缩冷却后分为二部分，所述第一部分氮气进入主换热器冷却到一定温度后，进入热端膨胀机膨胀制冷后进入主换热器进行冷量回收；所述第二部分氮气进入热端膨胀机增压冷却后，进入冷端膨胀机增压冷却后进入主换热器冷却到一定温度后分为三部分，所述第一部分氮气进入冷端膨胀机，经膨胀制冷后进入主换热器，第二部分氮气与下塔内的氮气混合加热后进入循环氮气压缩机，第三部分氮气继续冷却液化，经节流进入下塔顶部参与精馏。
7.根据权利要求1所述的双膨胀机中压液体设备，其特征在于：所述污氮气从上塔上部抽出进入过冷器，热交换后进入主换热器加热后大部分进入分子筛纯化系统，作为吸附器再生，其余送往空冷塔。
8.根据权利要求1所述的双膨胀机中压液体设备，其特征在于：所述液氩制造系统包括粗氩冷凝器、精氩冷凝器、精氩蒸发器、第一粗氩塔、第二粗氩塔、氩泵；所述液氧液氮制造系统中上塔下部将氩馏送入第二粗氩塔，所述第二粗氩塔与氩泵输送的粗液氩加热后进入第一粗氩塔；所述第一粗氩塔冷源为过冷后的液空，所述第一粗氩塔中氩馏经加热后，去除氧组分后进入精氩塔，精氩塔顶部及底部分别设置精氩冷凝器和精氩蒸发器；所述精氩蒸发器中被冷凝的液氮经节流后与另一路经节流后的液氮合并送入精氩冷凝器；所述精氩冷凝器中冷、热源分别为液氮和氩馏分；所述精氩蒸发器中冷、热源分别为液氩和氮气，所述粗氩在精氩塔中经过精馏在塔底得到液态精氩，所述液氩经液体量筒计量后送出冷箱进入液氩贮槽。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |