CN202470620U - 一种氪氙精馏塔低温液氮冷源供给装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种氪氙精馏塔低温液氮冷源供给装置，包括制氧机冷箱，制氧机冷箱内设有增压透平膨胀机、冷却器、板式换热器、主分馏塔，压缩空气管道通过增压透平膨胀机连接冷却器，冷却器通过板式换热器与主分馏塔的下塔相通，主分馏塔的下塔底部设富氧液空输出管，富氧液空输出管通过过冷器、富氧液空节流阀与主分馏塔的上塔相通，主分馏塔的上塔底部氧气导出口，主分馏塔的下塔顶部设液氮导出口，液氮导出口通过真空绝热管道与氪氙精馏塔相连。本实用新型液氮冷源供给方式，由贮槽自升压，改为下塔液氮，压力的提供方式发生变化，也减少了冷量的损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新的氪氙精馏塔低温液氮冷源供给装置。
背景技术
目前，氪氙提纯工艺流程中没有制冷设备，氪氙精馏塔所需的低温液氮由液氮贮槽升压至0.35MPa后输送至氪氙精馏塔中，使精馏系统进行热、质交换，达到浓缩、提纯氪、氙等气体的目的。
但在由贮槽供应低温液氮时，贮槽为保持压力而升压汽化的氮气不能被利用，以及使用低温液体槽车进行低温液氮运输、充装、卸车等操作过程造成的液体损失较严重，而且，供应不及时、充装过程中压力波动都会引起氪氙精馏塔工况的波动，不利于安全稳定生产。
现有的装置如图1中，液体贮槽1在充满液体后，由附带的升压装置进行升压，压力升高至0.35MPa，然后打开液氮输送阀2，将低温液氮送入氪氙提纯设备冷箱8中的气液分离器3中，氮气从氮气调节阀4排放，液氮经液氮调节阀5送入氪氙精馏塔6的冷凝器中。粗氪氙气经板式换热器预冷后进入氪氙精馏塔6，得到冷量后在塔内多次精馏，顶部不凝气自排放阀7排出，分离出的氧气、氮气经板式换热器I 9出冷箱，在氪氙精馏塔6的底部得到氪氙浓缩液体，进行进一步提纯加工。
在液氮消耗过程中，液氮贮槽1液氮液位不断下降，贮槽内压力下降后就需要通过汽化升压来维持贮槽内有足够的压力，方可使液氮输送到氪氙提纯塔内。当液体液位低于最低值时，就需要使用液体槽车运输液氮充入贮槽，以确保氪氙提纯设备连续生产。
可以看出，在整个运行过程中，贮槽升压需要汽化掉部分液氮，槽车在运输、充装、卸车过程中还要消耗掉有一部分液氮，使生产成本增加，而且受槽车容积限制，倒运工作量大、效率低。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种氪氙精馏塔低温液氮冷源供给装置，该装置可以解决液氮间断供应及操作过程损失较大的问题，做到将制氧机冷箱内主分馏塔的下塔分离得到的低温液氮连续地供给氪氙精馏塔。
本实用新型采用的技术方案是：
一种氪氙精馏塔低温液氮冷源供给装置，包括制氧机冷箱，制氧机冷箱内设有增压透平膨胀机、冷却器、板式换热器、主分馏塔，压缩空气管道通过增压透平膨胀机连接冷却器，冷却器通过板式换热器与主分馏塔的下塔相通，主分馏塔的下塔底部设富氧液空(注：富氧液空是压缩空气经冷却后在分馏塔的下塔初步精馏得到的，打入上塔再次精馏后可以获得氧气)输出管，富氧液空输出管通过过冷器、富氧液空节流阀与主分馏塔的上塔相通，主分馏塔的上塔底部氧气导出口，主分馏塔的下塔顶部设液氮导出口，液氮导出口通过真空绝热管道与氪氙精馏塔相连。
所述的主分馏塔的上塔顶部设有氮气排放口。
所述的氧气导出口和氮气排放口均通过过冷器、板式换热器与制氧机冷箱外相通。
所述的真空绝热管道上设有液氮输送阀和液氮节流阀。
本专利在制氧机正常运行时，主分馏塔的下塔分离出的液氮出制氧机冷箱后由真空绝热管道输送至氪氙精馏塔，由于主分馏塔的下塔的工作压力为0.5MPa，在不需要任何提压装置的情况下，液体即可连续供入氪氙精馏塔，为氪氙精馏塔提供正常运行工况所需要的冷量。
本实用新型液氮冷源供给方式将现有低温液体贮槽升压供给低温液氮，改为制氧机生产的液氮直接供给给氪氙精馏塔，既减少了原供给方式中冷量损失大的问题，又由间断供液提升为连续供液，减少了意外中断影响氪氙精馏系统正常运行的可能性。
本实用新型液氮冷源供给方式，由贮槽自升压，改为下塔液氮，压力的提供方式发生变化，也减少了冷量的损失，同时，排除了贮槽升压有可能带来的超压现象发生。
附图说明
图1为现有液氮冷源供给装置示意图；
图2为本实用新型液氮冷源供给装置示意图；
其中，1.液体贮槽，2.液氮输送阀，3.气液分离器，4.氮气调节阀，5.液氮调节阀，6.氪氙精馏塔，7.排放阀，8.氪氙提纯设备冷箱，9.板式换热器I，10.主分馏塔，11.过冷器，12.制氧机冷箱，13.板式换热器II，14.冷却器，15.增压透平膨胀机，16.富氧液空节流阀，17液氮节流阀。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明：
图2中，一种氪氙精馏塔低温液氮冷源供给装置，包括制氧机冷箱12，制氧机冷箱12内设有增压透平膨胀机15、冷却器14、板式换热器II 13、主分馏塔10，压缩空气管道通过增压透平膨胀机15连接冷却器14，冷却器14通过板式换热器II 13与主分馏塔10的下塔相通，主分馏塔10的下塔底部设富氧液空输出管，富氧液空输出管通过过冷器11、富氧液空节流阀16与主分馏塔10的上塔相通，主分馏塔10的上塔底部设液氮导出口和氧气导出口，液氮导出口通过真空绝热管道与氪氙精馏塔6相连。主分馏塔10的上塔顶部设有氮气排放口。氧气导出口和氮气排放口均通过过冷器11、板式换热器II 13与制氧机冷箱12外相通。真空绝热管道上设有液氮输送阀2和液氮节流阀5。
干燥压缩空气的一路依次通过制氧机冷箱12中的增压透平膨胀机15、冷却器14、板式换热器II 13进入主分馏塔10的下塔，下塔底部的富氧液空经过冷器14、富氧液空节流阀16进入上塔。分离出的液氮一部分回流下塔，一部分经过冷器11、液氮节流阀17进入上塔，另一部分出制氧机冷箱12。在上塔的底部得到氧气，和从上塔顶部得到的氮气均经过过冷器11和板式换热器II 13后出制氧机冷箱12。
出制氧机冷箱12的低温液氮，经液氮输送阀2，送入氪氙提纯设备冷箱8中的气液分离器3中，氮气从氮气调节阀4排放，液氮经液氮调节阀5送入氪氙精馏塔6的冷凝器中。粗氪氙气经板式换热器I 9预冷后进入氪氙精馏塔6，得到冷量后在塔内多次精馏，顶部不凝气自排放阀7排出，分离出的氧气、氮气经板式换热器I 9复热后出冷箱，在氪氙精馏塔6的底部得到氪氙浓缩液体，进行进一步提纯加工。
Claims (4)
1.一种氪氙精馏塔低温液氮冷源供给装置，其特征是，它包括制氧机冷箱，制氧机冷箱内设有增压透平膨胀机、冷却器、板式换热器、主分馏塔，压缩空气管道通过增压透平膨胀机连接冷却器，冷却器通过板式换热器与主分馏塔的下塔相通，主分馏塔的下塔底部设富氧液空输出管，富氧液空输出管通过过冷器、富氧液空节流阀与主分馏塔的上塔相通，主分馏塔的上塔底部氧气导出口，主分馏塔的下塔顶部设液氮导出口，液氮导出口通过真空绝热管道与氪氙精馏塔相连。
2.根据权利要求1所述的一种氪氙精馏塔低温液氮冷源供给装置，其特征是，所述的主分馏塔的上塔顶部设有氮气排放口。
3.根据权利要求2所述的一种氪氙精馏塔低温液氮冷源供给装置，其特征是，所述的氧气导出口和氮气排放口均通过过冷器、板式换热器与制氧机冷箱外相通。
4.根据权利要求1所述的一种氪氙精馏塔低温液氮冷源供给装置，其特征是，所述的真空绝热管道上设有液氮输送阀和液氮节流阀。
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|---|---|---|---|---|
| CN103776239A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-05-07 | 浙江海天气体有限公司 | 多功能制氮装置 |
| CN108413706A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-08-17 | 瀚沫能源科技（上海）有限公司 | 一种氪氙浓缩和氖氦浓缩含循环氮气的整合装置及方法 |
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