CN219913693U - 一种氮气回收系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种氮气回收系统，空分装置的顶部通过管道依次连接有引风机、空气过滤器、SMN膜分离制氮装置、膨胀机、预冷机、主换热器、氮气液化装置、气液分离器和液氮存储罐；所述气液分离器通过管道还与压力检测装置连接，所述压力检测装置的输出端分别与氮气液化装置和膨胀机连接。本实用新型通过SMN膜分离制氮装置,可将空气中的氮气从从78％提高到95％以上，最高可得到99.9％的纯氮气，有效提高了氮气回收的纯度；气液分离装置不仅使已经液化的氮气可以存储，还将仍处于气态的氮气通过压力检测装置分别返回到氮气液化装置和膨胀机内，使其在次压缩液化，提高液氮回收效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及氮气回收技术领域，特别地，涉及一种氮气回收系统。
背景技术
氮气，化学式为N2，通常状况下是一种无色无味的气体，而且一般氮气比空气密度小。氮气占大气总量的78.08％(体积分数)，是空气的主要成分之一。在标准大气压下，氮气冷却至-195.8℃时，变成无色的液体，冷却至-209.8℃时，液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质不活泼，常温下很难跟其他物质发生反应，所以常被用来制作防腐剂。但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化，用来制取对人类有用的新物质。
空气分离设备就是将空气液化、精馏、最终分离成为氧、氮和其他有用气体的气体分离设备，简称空分设备，现有的空分装置存在着空分装置上的上塔中低压氮气的回收率低、且纯度低，造成氮气资源浪费严重的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型目的是提供一种氮气回收系统，其可高效回收空分装置中的上塔低压氮气。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种氮气回收系统，空分装置的顶部通过管道依次连接有引风机、空气过滤器、SMN膜分离制氮装置、膨胀机、预冷机、主换热器、氮气液化装置、气液分离器和液氮存储罐；所述气液分离器通过管道还与压力检测装置连接，所述压力检测装置的输出端分别与氮气液化装置和膨胀机连接。
优选的，所述气液分离器包括第一进口、液体出口和气体出口；所述第一进口设置于气液分离器的中部，所述液体出口设置于气液分离器的下端，所述气体出口设置于气液分离器的顶部；
所述第一进口通过管道与氮气液化装置连接，所述液体出口通过管道与液氮存储罐连接，所述气体出口通过管道与压力检测装置连接。
优选的，所述气液分离器内倾斜设置有折流板，所述折流板的一端设置于第一进口的上方，所述折流板的另一端设置于第一进口的下方，所述折流板呈折线形。
优选的，所述气液分离器与压力检测装置之间还设置有单向阀。
优选的，所述压力检测装置的第一输出端与氮气液化装置的进气口连接，所述压力检测装置的第二输出端与膨胀机连接。
优选的，所述膨胀机包括氮气进口、气体进口和第一出口，所述氮气进口通过管道与SMN膜分离制氮装置连接，所述第一出口通过管道与预冷机连接，所述气体进口通过管道与压力检测装置的第二输出端连接。
优选的，还设置有非氮气存储罐；所述非氮气存储罐与SMN膜分离制氮装置连接。
优选的，所述SMN膜分离制氮装置设置有第二进口、氮气出口和非氮气出口，所述第二进口通过管道与空气过滤器连接，所述氮气出口通过管道与膨胀机的氮气进口连接，所述非氮气出口通过管道与非氮气存储罐连接。
优选的，所述非氮气存储罐与SMN膜分离制氮装置之间设置有止回阀。
本实用新型具有以下技术效果：通过SMN膜分离制氮装置，可以对气体中的氮气和氧气进行高效的分离，提高氮气的回收纯度；另外在气液分离装置的气体出口端设置有压力检测装置，压力检测装置可以将不同气压下的氮气分别通过管道返还给氮气液化装置和膨胀机，使这部分未液化的氮气重新进入液化程序，提高氮气液化的回收率。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为气液分离装置示意图。
附图标记：1、管道；2、空分装置；3、引风机；4、空气过滤器；5、SMN膜分离制氮装置；51、氮气出口；52、非氮气出口；53、第二进口；6、膨胀机；61、氮气进口；62、第一出口；63、气体进口；7、预冷机；8、主换热器；9、氮气液化装置；10、气液分离器；101、第一进口；102、液体出口；103、气体出口；104、折流板；200、液氮存储罐；300、单向阀；400、止回阀；500、非氮气存储罐；600、压力检测装置。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详述，以使本实用新型技术方案更易于理解和掌握。
参照图1，一种氮气回收系统，空分装置2的顶部通过管道1依次连接有引风机3、空气过滤器4、SMN膜分离制氮装置5、膨胀机6、预冷机7、主换热器8、氮气液化装置9、气液分离器10和液氮存储罐200；气液分离器10通过管道1还与压力检测装置600连接，压力检测装置600的输出端分别与氮气液化装置9和膨胀机6连接。
引风机3将空分装置2顶部的低压气体吸收出来之后将其输送到空气过滤器4中，空气过滤器4将引风机3输送给它的气体进行过滤，排出一些灰尘等颗粒杂质后在输送给SMN膜分离制氮装置5，SMN膜分离制氮装置5中设置有若干纤维束，这些纤维束通过对空气成分的不同渗透速率来分离空气中的N2和O2。空气中的氧和水蒸气快速渗透过膜纤维被脱附掉，从而通过中空纤维孔得到集束成品氮。因此，SMN膜分离制氮装置5可将廉价的空气中氮从78％提高到95％以上，最高可得到99.9％的纯氮。然后被分离出来的纯氮气经过膨胀机6、预冷机7、主换热器8、氮气液化装置9后形成液氮，然后在经过气液分离装置，使液态氮气流入液氮存储罐200内进行储藏，而未变成液态的氮气经过压力检测装置600后分别再次进入氮气液化装置9和膨胀机6，重新开始新一轮的氮气液化，提高了氮气液化的回收率。
参照图1和图2，气液分离器10包括第一进口101、液体出口102和气体出口103；第一进口101设置于气液分离器10的中部，液体出口102设置于气液分离器10的下端，气体出口103设置于气液分离器10的顶部；第一进口101通过管道1与氮气液化装置9连接，液体出口102通过管道1与液氮存储罐200连接，气体出口103通过管道1与压力检测装置600连接。气液分离器10内倾斜设置有折流板104，折流板104的一端设置于第一进口101的上方，折流板104的另一端设置于第一进口101的下方，折流板104呈折线形。折流板104的设置便于提高氮气的液化率，降低氮气从气体出口103流出。
气液分离器10与压力检测装置600之间还设置有单向阀300。氮气只能从气液分离器10的气体出口103流出，而不能从气体地方通过气体出口103进入到气液分离装置内。压力检测装置600的第一输出端与氮气液化装置9的进气口连接，压力检测装置600的第二输出端与膨胀机6连接。压力检测装置600用于检测气液分离装置的气体出口103流出的气体压力，使该部分气体根据不同的压力进入到膨胀机6或者氮气液化装置9，重新进行新一轮的液化过程。
膨胀机6包括氮气进口61、气体进口63和第一出口62，氮气进口61通过管道1与SMN膜分离制氮装置5连接，第一出口62通过管道1与预冷机7连接，气体进口63通过管道1与压力检测装置600的第二输出端连接。
该系统内设置有非氮气存储罐500；非氮气存储罐500与SMN膜分离制氮装置5连接。已知，SMN膜分离制氮装置5设置有第二进口53、氮气出口51和非氮气出口52，第二进口53通过管道1与空气过滤器4连接，氮气出口51通过管道1与膨胀机6的氮气进口61连接，非氮气出口52通过管道1与非氮气存储罐500连接。SMN膜分离制氮装置5所分离出来的非氮气收入至非氮气存储罐500，可以经过吸附或者其他提取操作，将非氮气利用起来，以免直接将非氮气排空，而浪费成本。为了防止非氮气对SMN膜分离制氮装置5所分离出来的纯氮气的影响，在非氮气存储罐500与SMN膜分离制氮装置5之间设置有止回阀400。
当然，以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种氮气回收系统，其特征是：空分装置(2)的顶部通过管道(1)依次连接有引风机(3)、空气过滤器(4)、SMN膜分离制氮装置(5)、膨胀机(6)、预冷机(7)、主换热器(8)、氮气液化装置(9)、气液分离器(10)和液氮存储罐(200)；所述气液分离器(10)通过管道(1)还与压力检测装置(600)连接，所述压力检测装置(600)的输出端分别与氮气液化装置(9)和膨胀机(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种氮气回收系统，其特征是：所述气液分离器(10)包括第一进口(101)、液体出口(102)和气体出口(103)；所述第一进口(101)设置于气液分离器(10)的中部，所述液体出口(102)设置于气液分离器(10)的下端，所述气体出口(103)设置于气液分离器(10)的顶部；
所述第一进口(101)通过管道(1)与氮气液化装置(9)连接，所述液体出口(102)通过管道(1)与液氮存储罐(200)连接，所述气体出口(103)通过管道(1)与压力检测装置(600)连接。
3.根据权利要求2所述的一种氮气回收系统，其特征是：所述气液分离器(10)内倾斜设置有折流板(104)，所述折流板(104)的一端设置于第一进口(101)的上方，所述折流板(104)的另一端设置于第一进口(101)的下方，所述折流板(104)呈折线形。
4.根据权利要求2所述的一种氮气回收系统，其特征是：所述气液分离器(10)与压力检测装置(600)之间还设置有单向阀(300)。
5.根据权利要求2所述的一种氮气回收系统，其特征是：所述压力检测装置(600)的第一输出端与氮气液化装置(9)的进气口连接，所述压力检测装置(600)的第二输出端与膨胀机(6)连接。
6.根据权利要求5所述的一种氮气回收系统，其特征是：所述膨胀机(6)包括氮气进口(61)、气体进口(63)和第一出口(62)，所述氮气进口(61)通过管道(1)与SMN膜分离制氮装置(5)连接，所述第一出口(62)通过管道(1)与预冷机(7)连接，所述气体进口(63)通过管道(1)与压力检测装置(600)的第二输出端连接。
7.根据权利要求1所述的一种氮气回收系统，其特征是：还设置有非氮气存储罐(500)；所述非氮气存储罐(500)与SMN膜分离制氮装置(5)连接。
8.根据权利要求7所述的一种氮气回收系统，其特征是：所述SMN膜分离制氮装置(5)设置有第二进口(53)、氮气出口(51)和非氮气出口(52)，所述第二进口(53)通过管道(1)与空气过滤器(4)连接，所述氮气出口(51)通过管道(1)与膨胀机(6)的氮气进口(61)连接，所述非氮气出口(52)通过管道(1)与非氮气存储罐(500)连接。
9.根据权利要求8所述的一种氮气回收系统，其特征是：所述非氮气存储罐(500)与SMN膜分离制氮装置(5)之间设置有止回阀(400)。
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