CN209639357U - 一种低能耗液氮制取装置 - Google Patents
一种低能耗液氮制取装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209639357U CN209639357U CN201920370161.8U CN201920370161U CN209639357U CN 209639357 U CN209639357 U CN 209639357U CN 201920370161 U CN201920370161 U CN 201920370161U CN 209639357 U CN209639357 U CN 209639357U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- evaporator
- heat exchanger
- condenser
- main heat
- rectifying column
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
本实用新型公开一种低能耗液氮制取装置,包括过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、冷冻机组、循环空压机、主换热器、精馏塔I、冷凝蒸发器I、精馏塔II、冷凝蒸发器II、过冷器、第一膨胀机、第二膨胀机、冷箱。本实用新型装置以空气为原料,分子筛净化空气、采用中压空气正流膨胀加低压污氮气返流膨胀、双塔双冷凝制取高纯度液氮,装置能耗低、氮提取率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及空气分离技术领域,具体涉及一种低能耗液氮制取装置。
背景技术
随着电子、瓷业、浮法玻璃等行业的蓬勃发展,对氮气的需求也不断增加。由于液氮产品具有便利贮存、供应方便、保证质量、输送效率高等优点越来越被用户采用,市场潜力很大。如果仅靠空分设备副产品根本就不能满足市场的需求,全液体空分设备的应用已成为一种趋势。
全液体空分设备产品生产主要采用低温精馏分离工艺,利用空气中各组分蒸发温度的不同将它们分离并得到液体产品。空分设备的原料是大气,其主要的消耗是能源,尤其对全液体空分能耗的高低更为关键。因此,在全液体空分设备中如何进一步降低能量消耗显得尤为重要。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种低能耗液氮制取装置,以解决现有技术的不足。
本实用新型采用以下技术方案:
一种低能耗液氮制取装置,包括过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、冷冻机组、循环空压机、主换热器、精馏塔I、冷凝蒸发器I、精馏塔II、冷凝蒸发器II、过冷器、第一膨胀机、第二膨胀机、冷箱,
过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、冷冻机组、循环空压机、第一膨胀机增压端设于冷箱外,主换热器、精馏塔I、冷凝蒸发器I、精馏塔II、冷凝蒸发器II、过冷器、第一膨胀机、第二膨胀机设于冷箱内,冷凝蒸发器I设于精馏塔I之上,冷凝蒸发器II设于精馏塔II之上;
过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器依次连接,交替使用的分子筛吸附器的出口分别和主换热器、第一膨胀机增压端连接,主换热器的第一部分冷却出口和冷冻机组连接,冷冻机组和主换热器连接,主换热器的第一完全冷却出口和精馏塔I底部的原料空气进口连接;第一膨胀机增压端和第一增压后冷却器连接,第一增压后冷却器和主换热器连接,主换热器的第二部分冷却出口和冷冻机组连接,冷冻机组和主换热器连接,主换热器的第三部分冷却出口和第一膨胀机连接,第一膨胀机和主换热器连接,主换热器和循环空压机连接,循环空压机和第二增压后冷却器连接,第二增压后冷却器连至交替使用的分子筛吸附器出口,主换热器第二完全冷却出口和精馏塔I底部的原料空气进口连接,主换热器第二完全冷却出口和精馏塔I底部的原料空气进口的连接管路上设有节流阀;
精馏塔I顶部的氮气出口和冷凝蒸发器I连接,冷凝蒸发器I的液氮出口分别和精馏塔I顶部、过冷器连接,过冷器和冷箱外液氮储罐连接,过冷器和冷箱外液氮储罐的连接管路上设有节流阀;
精馏塔I底部的液空出口和过冷器连接,过冷器和冷凝蒸发器I连接,过冷器和冷凝蒸发器I的连接管路上设有节流阀,冷凝蒸发器I的富氧空气出口、冷凝蒸发器I的液空出口分别和精馏塔II底部的原料进口连接;
精馏塔II顶部的低压氮气出口和冷凝蒸发器II连接,冷凝蒸发器II的低压液氮出口分别和精馏塔II顶部、冷箱外液氮储罐连接;
精馏塔II底部的富氧液空出口和冷凝蒸发器II连接,精馏塔II底部的富氧液空出口和冷凝蒸发器II的连接管路上设有节流阀,冷凝蒸发器II的污氮气出口和过冷器连接,过冷器和主换热器连接,主换热器部分复热出口和第二膨胀机连接,第二膨胀机和主换热器连接,主换热器分别和冷箱外放空管道、电加热器连接,电加热器和交替使用的分子筛吸附器连接。
本实用新型的有益效果:
1、本实用新型以空气为原料,分子筛净化空气、采用中压空气正流膨胀加低压污氮气返流膨胀、双塔双冷凝制取高纯度液氮,装置能耗低、氮提取率高。
2、本实用新型采用双冷凝蒸发器,设置冷凝蒸发器I,因冷凝蒸发器I中液空中含氧量较精馏塔II低,在精馏塔I精馏压力不变的情况下,可以提高进入冷凝蒸发器I节流后液空的压力,液空被精馏塔I顶部氮气蒸发后直接进入精馏塔II;因此精馏塔II压力提高,在满足冷凝蒸发器II换热的情况下,精馏塔II底部富氧液空节流后压力也相应提高,进而进入第二膨胀机的污氮气压力相应提高,膨胀制冷量增加,装置能耗降低。
3、本实用新型一股原料空气经第一膨胀机增压端增压后引出,该股空气压力高,经过主换热器被返流气体冷却时易液化,进一步降低装置能耗。
附图说明
图1为本实用新型装置示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本实用新型,但并不用来限定本实用新型的实施范围。
一种低能耗液氮制取装置,如图1所示,包括过滤器1、透平空气压缩机2、空气预冷机组3、交替使用的分子筛吸附器4、电加热器5、冷冻机组14、循环空压机15、主换热器6、精馏塔I9、冷凝蒸发器I10、精馏塔II11、冷凝蒸发器II12、过冷器13、第一膨胀机7、第二膨胀机8、冷箱,
过滤器1、透平空气压缩机2、空气预冷机组3、交替使用的分子筛吸附器4、电加热器5、冷冻机组14、循环空压机15、第一膨胀机增压端7-1设于冷箱外,主换热器6、精馏塔I9、冷凝蒸发器I10、精馏塔II11、冷凝蒸发器II12、过冷器13、第一膨胀机7、第二膨胀机8设于冷箱内,冷凝蒸发器I10设于精馏塔I9之上,冷凝蒸发器II12设于精馏塔II11之上;
过滤器1、透平空气压缩机2、空气预冷机组3、交替使用的分子筛吸附器4依次连接,交替使用的分子筛吸附器4的出口分别和主换热器6、第一膨胀机增压端7-1连接,主换热器6的第一部分冷却出口和冷冻机组14连接,冷冻机组14和主换热器6连接,主换热器6的第一完全冷却出口和精馏塔I9底部的原料空气进口连接;第一膨胀机增压端7-1和第一增压后冷却器16连接,第一增压后冷却器16和主换热器6连接,主换热器6的第二部分冷却出口和冷冻机组14连接,冷冻机组14和主换热器6连接,主换热器6的第三部分冷却出口和第一膨胀机7连接,第一膨胀机7和主换热器6连接,主换热器6和循环空压机15连接,循环空压机15和第二增压后冷却器17连接,第二增压后冷却器17连至交替使用的分子筛吸附器4出口,主换热器6第二完全冷却出口和精馏塔I9底部的原料空气进口连接,主换热器6第二完全冷却出口和精馏塔I9底部的原料空气进口的连接管路上设有节流阀;
精馏塔I9顶部的氮气出口和冷凝蒸发器I10连接,冷凝蒸发器I10的液氮出口分别和精馏塔I9顶部、过冷器13连接,过冷器13和冷箱外液氮储罐连接,过冷器13和冷箱外液氮储罐的连接管路上设有节流阀;
精馏塔I9底部的液空出口和过冷器13连接,过冷器13和冷凝蒸发器I10连接,过冷器13和冷凝蒸发器I10的连接管路上设有节流阀,冷凝蒸发器I10的富氧空气出口、冷凝蒸发器I10的液空出口分别和精馏塔II11底部的原料进口连接;
精馏塔II11顶部的低压氮气出口和冷凝蒸发器II12连接,冷凝蒸发器II12的低压液氮出口分别和精馏塔II11顶部、冷箱外液氮储罐连接;
精馏塔II11底部的富氧液空出口和冷凝蒸发器II12连接,精馏塔II11底部的富氧液空出口和冷凝蒸发器II12的连接管路上设有节流阀,冷凝蒸发器II12的污氮气出口和过冷器13连接,过冷器13和主换热器6连接,主换热器6部分复热出口和第二膨胀机8连接,第二膨胀机8和主换热器6连接,主换热器6分别和冷箱外放空管道、电加热器5连接,电加热器5和交替使用的分子筛吸附器4连接。
上述各部件的功能如下:
过滤器1,用于过滤原料空气中的灰尘和机械杂质;
透平空气压缩机2,用于将过滤后的原料空气压缩到设定压力;
空气预冷机组3,用于将过滤、压缩后的原料空气预冷;
交替使用的分子筛吸附器4,用于将过滤、压缩、预冷后的原料空气纯化,去除水分、CO2、C2H2等物质;
电加热器5,用于加热污氮气以再生分子筛吸附器4;
主换热器6,用于将纯化后的原料空气和循环增压后空气冷却,将经过冷器13复热后的污氮气部分复热,将第一膨胀机7膨胀后的空气、第二膨胀机8膨胀后的污氮气复热;
第一膨胀机7,用于将主换热器6第三部分冷却出口的部分冷却空气膨胀,制取冷量;
第二膨胀机8,用于将经过冷器13、主换热器6部分复热的污氮气膨胀,制取冷量;
精馏塔I9,用于将原料空气精馏而分离为氮气和液空;
冷凝蒸发器I10,用于氮气和液空换热,氮气被液化为液氮,液空被汽化为富氧空气;
精馏塔II11,用于将富氧空气和液空精馏而分离为低压氮气和富氧液空;
冷凝蒸发器II12,用于低压氮气和富氧液空换热,低压氮气被液化为低压液氮,富氧液空被汽化为污氮气;
过冷器13,用于液空、液氮过冷,用于污氮气复热;
冷冻机组14,用于主换热器6第一部分冷却出口、第二部分冷却出口的部分冷却空气冷却;
循环空压机15,用于将经第一膨胀机膨胀、主换热器复热后的空气循环增压。
上述低能耗液氮制取装置进行液氮制取,包括如下步骤:
步骤一、将原料空气经过滤器1过滤掉灰尘和机械杂质后,进入透平空气压缩机2将空气压缩到设定压力1.0-1.3MPa;之后经空气预冷机组3预冷至5-8℃后进入交替使用的分子筛吸附器4中纯化,去除水分、CO2、C2H2等物质;
步骤二、将纯化后的原料空气和循环增压后空气汇合,一小部分用于仪表空气(图中未示意出),其余分成两股,一股进入主换热器6部分冷却到约251K,抽出,经低温冷冻机14冷却后,引入主换热器6继续冷却至饱和温度并带有一定的含湿后进入精馏塔I9底部参与精馏;另一股经第一膨胀机增压端7-1增压后引入主换热器6部分冷却到约251K,抽出,经低温冷冻机14冷却后,引入主换热器6继续冷却,引出一部分空气进入第一膨胀机7膨胀,膨胀后空气经主换热器6复热后出冷箱,引入循环空压机15,循环增压后和纯化后的原料空气汇合以循环利用,另一部分空气继续冷却至饱和温度后节流进入精馏塔I9底部参与精馏;
步骤三、空气经精馏塔I9精馏后分离为氮气和液空,氮气引入冷凝蒸发器I10和液空换热,压力氮气被冷凝为液氮,部分液氮引入精馏塔I9作为回流液,其余部分液氮过冷、节流后作为产品液氮;液空经过冷、节流后进入冷凝蒸发器I10和氮气换热,液空被汽化为富氧空气,富氧空气和未被汽化的部分液空引入精馏塔II11参与精馏;
步骤四、富氧空气和液空经精馏塔II11精馏后分离为低压氮气和富氧液空,低压氮气引入冷凝蒸发器II12和富氧液空换热,低压氮气被冷凝为低压液氮,部分低压液氮引入精馏塔II11作为回流液,其余部分低压液氮作为产品液氮;富氧液空节流后引入冷凝蒸发器II12和低压氮气换热,富氧液空被汽化为污氮气,污氮气经过冷器13、主换热器6部分复热后引入第二膨胀机8膨胀,膨胀后进入主换热器6复热,复热后出冷箱,部分作为再生气由电加热器5加热后引入交替使用的分子筛吸附器4,其余放空。
Claims (1)
1.一种低能耗液氮制取装置,其特征在于,包括过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、冷冻机组、循环空压机、主换热器、精馏塔I、冷凝蒸发器I、精馏塔II、冷凝蒸发器II、过冷器、第一膨胀机、第二膨胀机、冷箱,
过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、冷冻机组、循环空压机、第一膨胀机增压端设于冷箱外,主换热器、精馏塔I、冷凝蒸发器I、精馏塔II、冷凝蒸发器II、过冷器、第一膨胀机、第二膨胀机设于冷箱内,冷凝蒸发器I设于精馏塔I之上,冷凝蒸发器II设于精馏塔II之上;
过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器依次连接,交替使用的分子筛吸附器的出口分别和主换热器、第一膨胀机增压端连接,主换热器的第一部分冷却出口和冷冻机组连接,冷冻机组和主换热器连接,主换热器的第一完全冷却出口和精馏塔I底部的原料空气进口连接;第一膨胀机增压端和第一增压后冷却器连接,第一增压后冷却器和主换热器连接,主换热器的第二部分冷却出口和冷冻机组连接,冷冻机组和主换热器连接,主换热器的第三部分冷却出口和第一膨胀机连接,第一膨胀机和主换热器连接,主换热器和循环空压机连接,循环空压机和第二增压后冷却器连接,第二增压后冷却器连至交替使用的分子筛吸附器出口,主换热器第二完全冷却出口和精馏塔I底部的原料空气进口连接,主换热器第二完全冷却出口和精馏塔I底部的原料空气进口的连接管路上设有节流阀;
精馏塔I顶部的氮气出口和冷凝蒸发器I连接,冷凝蒸发器I的液氮出口分别和精馏塔I顶部、过冷器连接,过冷器和冷箱外液氮储罐连接,过冷器和冷箱外液氮储罐的连接管路上设有节流阀;
精馏塔I底部的液空出口和过冷器连接,过冷器和冷凝蒸发器I连接,过冷器和冷凝蒸发器I的连接管路上设有节流阀,冷凝蒸发器I的富氧空气出口、冷凝蒸发器I的液空出口分别和精馏塔II底部的原料进口连接;
精馏塔II顶部的低压氮气出口和冷凝蒸发器II连接,冷凝蒸发器II的低压液氮出口分别和精馏塔II顶部、冷箱外液氮储罐连接;
精馏塔II底部的富氧液空出口和冷凝蒸发器II连接,精馏塔II底部的富氧液空出口和冷凝蒸发器II的连接管路上设有节流阀,冷凝蒸发器II的污氮气出口和过冷器连接,过冷器和主换热器连接,主换热器部分复热出口和第二膨胀机连接,第二膨胀机和主换热器连接,主换热器分别和冷箱外放空管道、电加热器连接,电加热器和交替使用的分子筛吸附器连接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201920370161.8U CN209639357U (zh) | 2019-03-22 | 2019-03-22 | 一种低能耗液氮制取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201920370161.8U CN209639357U (zh) | 2019-03-22 | 2019-03-22 | 一种低能耗液氮制取装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN209639357U true CN209639357U (zh) | 2019-11-15 |
Family
ID=68496651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201920370161.8U Active CN209639357U (zh) | 2019-03-22 | 2019-03-22 | 一种低能耗液氮制取装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN209639357U (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109838975A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-06-04 | 杭州特盈能源技术发展有限公司 | 一种低能耗液氮制取装置及工艺 |
CN111023698A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-17 | 聊城市鲁西化工工程设计有限责任公司 | 一种利用超低压污氮气的系统及方法 |
CN113566494A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-29 | 杭州特盈能源技术发展有限公司 | 一种水泥窑炉烟气循环用低能耗三塔氮氧制取工艺 |
CN115060041A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-16 | 四川空分集团工程有限公司 | 一种液空过冷返流膨胀双塔提产制氮系统及方法 |
-
2019
- 2019-03-22 CN CN201920370161.8U patent/CN209639357U/zh active Active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109838975A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-06-04 | 杭州特盈能源技术发展有限公司 | 一种低能耗液氮制取装置及工艺 |
CN109838975B (zh) * | 2019-03-22 | 2024-01-16 | 杭州特盈能源技术发展有限公司 | 一种低能耗液氮制取装置及工艺 |
CN111023698A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-17 | 聊城市鲁西化工工程设计有限责任公司 | 一种利用超低压污氮气的系统及方法 |
CN113566494A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-29 | 杭州特盈能源技术发展有限公司 | 一种水泥窑炉烟气循环用低能耗三塔氮氧制取工艺 |
CN115060041A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-16 | 四川空分集团工程有限公司 | 一种液空过冷返流膨胀双塔提产制氮系统及方法 |
CN115060041B (zh) * | 2022-06-28 | 2024-04-05 | 四川空分集团工程有限公司 | 一种液空过冷返流膨胀双塔提产制氮系统及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109838975A (zh) | 一种低能耗液氮制取装置及工艺 | |
CN209639357U (zh) | 一种低能耗液氮制取装置 | |
CN108061428A (zh) | 一种纯氮制取装置和工艺 | |
CN104061757B (zh) | 一种液氧及液氮制取装置及方法 | |
CN109186179B (zh) | 全精馏提氩富氧空分装置及工艺 | |
CN111141110B (zh) | 一种低能耗中压氮气制取工艺 | |
CN101886871B (zh) | 一种空气分离制取压力氧气的方法及装置 | |
CN109442867A (zh) | 一种新型外增压内液化纯氮制取装置及方法 | |
CN100472159C (zh) | 一种空气分离装置及其方法 | |
CN204115392U (zh) | 带补气压缩机的全液体空分设备 | |
CN110207457B (zh) | 一种能制液氮的空分设备及其使用方法 | |
CN107345737A (zh) | 双塔双冷凝返流膨胀制氮机及其制氮方法 | |
CN108286870A (zh) | 一种低温精馏制取液体的方法 | |
CN108106327A (zh) | 一种低纯度富氧制取装置和方法 | |
CN104390427B (zh) | 高低温双膨胀节能型制氮装置及制氮方法 | |
CN108759311A (zh) | 大液体量制取的空分装置及方法 | |
CN107062802A (zh) | 一种窑炉用低压富氧制取装置和方法 | |
CN207716722U (zh) | 一种新式带液氮泵低纯度富氧制取装置 | |
CN207865821U (zh) | 一种低能耗双塔纯氮制取装置 | |
CN112556314A (zh) | 一种低能耗的单塔纯氮制取的装置及其制造方法 | |
CN207123117U (zh) | 一种新型双塔氮气制取装置 | |
CN1038514A (zh) | 生产高压氧和高压氮的空气分离流程 | |
CN107270655B (zh) | 一种单塔制氮半负荷工况增产液氮制取装置和方法 | |
CN207763357U (zh) | 一种双塔正流纯氮制取装置 | |
CN114440553A (zh) | 一种低能耗氮气膨胀制冷的双塔纯氮制取装置及使用方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |