CN220276690U - 一种超高纯氧气的提纯系统 - Google Patents
一种超高纯氧气的提纯系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220276690U CN220276690U CN202322277988.3U CN202322277988U CN220276690U CN 220276690 U CN220276690 U CN 220276690U CN 202322277988 U CN202322277988 U CN 202322277988U CN 220276690 U CN220276690 U CN 220276690U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rectifying device
- ultra
- purity oxygen
- high purity
- purification system
- 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
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 44
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 80
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 42
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 8
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 10
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- QVGXLLKOCUKJST-NJFSPNSNSA-N oxygen-18 atom Chemical compound [18O] QVGXLLKOCUKJST-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002829 nitrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000026676 system process Effects 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
本实用新型属于气体提纯技术领域，尤其涉及一种超高纯氧气的提纯系统，包括：原料气罐、一级精馏装置、二级精馏装置、三级精馏装置、四级精馏装置、产品收集装置、加热装置；其中，所述原料气罐与所述一级精馏装置连接，所述一级精馏装置与所述二级精馏装置连接，所述二级精馏装置的底部连接所述加热装置后与所述三级精馏装置连接，所述三级精馏装置的底部连接所述加热装置后与所述四级精馏装置连接，所述四级精馏装置的底部与所述产品收集装置连接；与现有技术相比，本实用新型采用低温精馏富集超高纯氧技术，填补国内超高纯氧分离的空白，并实现超高纯氧规模化生产。
Description
技术领域
本实用新型属于气体提纯技术领域，尤其涉及一种超高纯氧气的提纯系统。
背景技术
氧-18作为"标记原子"被广泛应用于化学、医药学、生物工程、环境学、地质学等各个学科。
现有技术中氧-18的分离方法有热扩散、精馏、化学交换、膜分离法、色谱法，其中精馏法有三种:O2精馏法、CO精馏法、NO精馏法和水精馏法；但目前氧-18的热扩散方法难以实现规模化生产；膜分离方法也只是处于实验室的科学研究阶段，现有技术无法实现规模化生产；CO精馏法、NO精馏法和水精馏法，缺点为平衡时间长、原料气必须高度纯化以及设备和工艺比较复杂；化学交换法富集氧-18，虽然分离系数很大，但由于交换速率很慢，因此在实际应用中效率很低，只能停留在实验室实验阶段，无法规模化量产。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种超高纯氧气的提纯系统，采用低温精馏富集超高纯氧技术，填补国内超高纯氧分离的空白，并实现超高纯氧规模化生产。
有鉴于此，本实用新型提供一种超高纯氧气的提纯系统，包括：
原料气罐、一级精馏装置、二级精馏装置、三级精馏装置、四级精馏装置、产品收集装置、加热装置；
其中，原料气罐与一级精馏装置连接，一级精馏装置与二级精馏装置连接，二级精馏装置的底部连接加热装置后与三级精馏装置连接，三级精馏装置的底部连接加热装置后与四级精馏装置连接，四级精馏装置的底部与产品收集装置连接。
在本技术方案中，高纯氧原料气使用气瓶减压送入一级精馏装置进行超高纯氧第一级纯化，纯化后的目标超高纯氧从一级精馏装置进入二级精馏装置，进一步浓缩超高纯氧，在二级精馏装置底部富集的超高纯氧经过加热装置加热复温气化后进入三级精馏装置，通过精馏后在三级精馏装置底部得到丰度较高的目标超高纯氧，然后再经过加热装置加热复温气化后进入四级精馏装置，再一次精馏后在四级精馏装置底部得到满足丰度要求的超高纯氧，最后再将得到的超高纯氧产物复温气化，低压导入产品收集装置中收集。
在上述技术方案中，优选的，还包括液氮储槽，液氮储槽用于向一级精馏装置、二级精馏装置、三级精馏装置、四级精馏装置提供冷源。
在上述技术方案中，优选的，还包括氮气回收装置，氮气回收装置能回收一级精馏装置、二级精馏装置、三级精馏装置、四级精馏装置排出的氮气，再将氮气提供给一级精馏装置、二级精馏装置、三级精馏装置、四级精馏装置。
在上述技术方案中，优选的，氮气回收装置包括回收罐、氮气导入口、氮气导出口、压力监测模块。
在上述技术方案中，优选的，加热装置包括电伴热带，二级精馏装置与三级精馏装置之间通过第一连接管连接，三级精馏装置与四级精馏装置之间通过第二连接管连接，第一连接管和第二连接管上均连接有电伴热带。
在上述技术方案中，优选的，提纯系统采用DCS系统进行自动化控制。
在上述技术方案中，优选的，原料气采用工业液氧。
本实用新型的有益效果是：
1.充分利用液氧自身冷量进行低温精馏分离，纯化后的高纯原料气进入富集级联塔系统，通过传质传热实现超高纯氧富集，整个分离过程只需要少量的电能和液氮，运行能耗较低。
2.通过回收液氮气化形成的氮气，再重复利于与精馏装置中，既实现了废气利用又降低了能耗。
3.以价格低廉的工业液氧作为高纯氧原料气，经分离后可得到两种氧同位素气体，均可作为高纯气体产品出售，无污染物排放，工艺绿色环保。
4.整套提纯系统工艺采用DCS系统进行自动化控制，设置进料过程控制、精馏过程控制及过程监控，使工艺过程的控制达到最优，控制精准度更高。
5.整套提纯系统工艺采用全冷凝回流富集工艺，产品提取率高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提纯系统的第一种结构示意图。
图2为本实用新型提纯系统的第二种结构示意图。
图3为本实用新型提纯系统的第三种结构示意图。
图4为本实用新型中氮气回收装置第一方向立体结构示意图。
图5为本实用新型中氮气回收装置第二方向立体结构示意图。
图中标记表示为：
1-原料气罐、2-一级精馏装置、3-二级精馏装置、4-三级精馏装置、5-四级精馏装置、6-产品收集装置、701-第一连接管、702-第二连接管、703-电伴热带、8-液氮储槽、9-氮气回收装置、901-回收罐、902-氮气导入口、903-氮气导出口、904-压力监测模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种超高纯氧气的提纯系统，包括：
原料气罐1、一级精馏装置2、二级精馏装置3、三级精馏装置4、四级精馏装置5、产品收集装置6、加热装置；
原料气罐1用于存储高纯氧原料气，一级精馏装置2、二级精馏装置3、三级精馏装置4、四级精馏装置5均为填料式精馏塔，采用真空隔热套作为蒸馏塔的保温措施，能够解决低温工况下跑冷的问题，采用高效异型散堆填料，提高了换热效率，降低了系统能耗。
本实施例中，原料气罐1与一级精馏装置2连接，一级精馏装置2顶部与与二级精馏装置3连接，二级精馏装置3的底部连接加热装置后与三级精馏装置4连接，三级精馏装置4的底部连接加热装置后与四级精馏装置5连接，四级精馏装置5的底部与产品收集装置6连接。
本实施例中，加热装置包括电伴热带703，二级精馏装置3与三级精馏装置4之间通过第一连接管701连接，三级精馏装置4与四级精馏装置5之间通过第二连接管702连接，第一连接管701和第二连接管702上均连接有电伴热带703，电伴热带703缠绕在第一连接管701和第二连接管702上。
高纯氧原料气使用气瓶减压送入一级精馏装置2进行超高纯氧第一级纯化，纯化后的目标超高纯氧从一级精馏装置2的塔顶部进入二级精馏装置3，进一步浓缩超高纯氧，在二级精馏装置3底部富集的超高纯氧经过电伴热带703复温气化后进入三级精馏装置4，通过精馏后在三级精馏装置4底部得到丰度较高的目标超高纯氧，然后再经过电伴热带703复温气化后进入四级精馏装置5，再一次精馏后在四级精馏装置5底部得到满足丰度要求的超高纯氧，最后再将得到的超高纯氧产物复温气化，低压导入产品收集装置6中收集。
作为本实施例的一个优选，高纯氧原料气采用工业液氧，工业液氧价格低廉，且经分离后可得到高丰度的氧-18同位素产品和超高纯氧气产品，均可作为高纯气体产品出售，无污染物排放，工艺绿色环保。
作为本实施例的一个优选，提纯系统采用DCS系统进行自动化控制，设置进料过程控制、精馏过程控制及过程监控，使工艺过程的控制达到最优，控制精准度更高。
实施例2
如图2所示，本实施例提供了一种超高纯氧气的提纯系统，本实施例与实施例1的区别在于：
本实施例中，提纯系统还包括液氮储槽8，一级精馏装置2、二级精馏装置3、三级精馏装置4、四级精馏装置5在精馏过程中冷却所需要的冷源采用液氮，并通过设置液氮储槽8来向一级精馏装置2、二级精馏装置3、三级精馏装置4、四级精馏装置5提供液氮。
实施例3
如图3所示，本实施例提供了一种超高纯氧气的提纯系统，本实施例与实施例1和实施例2的区别在于：
本实施例中，提纯系统还包括氮气回收装置9，氮气回收装置9能回收一级精馏装置2、二级精馏装置3、三级精馏装置4、四级精馏装置5排出的氮气，再将氮气提供给一级精馏装置2、二级精馏装置3、三级精馏装置4、四级精馏装置5；
请参阅图4和图5，氮气回收装置9包括回收罐901、氮气导入口902、氮气导出口903、压力监测模块904，氮气导入口902通过管道连接一级精馏装置2、二级精馏装置3、三级精馏装置4、四级精馏装置5，将液氮换热后产生的氮气回收至回收罐901中；氮气导出口903通过管道连接一级精馏装置2、二级精馏装置3、三级精馏装置4、四级精馏装置5，回收罐901将氮气导入一级精馏装置2、二级精馏装置3、三级精馏装置4、四级精馏装置5中，以提供精馏所需的热量；通过这样的方式，对氮气进行回收再利用，既避免了废气排放，又降低了能耗。
压力监测模块904用于监测回收罐901中的气压值，保证整个提纯系统正常运转。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征是可以相互组合的，本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (7)
1.一种超高纯氧气的提纯系统，其特征在于，包括：
原料气罐(1)、一级精馏装置(2)、二级精馏装置(3)、三级精馏装置(4)、四级精馏装置(5)、产品收集装置(6)、加热装置；
其中，所述原料气罐(1)与所述一级精馏装置(2)连接，所述一级精馏装置(2)与所述二级精馏装置(3)连接，所述二级精馏装置(3)的底部连接所述加热装置后与所述三级精馏装置(4)连接，所述三级精馏装置(4)的底部连接所述加热装置后与所述四级精馏装置(5)连接，所述四级精馏装置(5)的底部与所述产品收集装置(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种超高纯氧气的提纯系统，其特征在于：还包括液氮储槽(8)，所述液氮储槽(8)用于向所述一级精馏装置(2)、二级精馏装置(3)、三级精馏装置(4)、四级精馏装置(5)提供冷源。
3.根据权利要求2所述的一种超高纯氧气的提纯系统，其特征在于：还包括氮气回收装置(9)，所述氮气回收装置(9)能回收所述一级精馏装置(2)、二级精馏装置(3)、三级精馏装置(4)、四级精馏装置(5)排出的氮气，再将氮气提供给所述一级精馏装置(2)、二级精馏装置(3)、三级精馏装置(4)、四级精馏装置(5)。
4.根据权利要求3所述的一种超高纯氧气的提纯系统，其特征在于：所述氮气回收装置(9)包括回收罐(901)、氮气导入口(902)、氮气导出口(903)、压力监测模块(904)。
5.根据权利要求1所述的一种超高纯氧气的提纯系统，其特征在于：所述加热装置包括电伴热带(703)，所述二级精馏装置(3)与所述三级精馏装置(4)之间通过第一连接管(701)连接，所述三级精馏装置(4)与所述四级精馏装置(5)之间通过第二连接管(702)连接，所述第一连接管(701)和所述第二连接管(702)上均连接有电伴热带(703)。
6.根据权利要求1所述的一种超高纯氧气的提纯系统，其特征在于：所述提纯系统采用DCS系统进行自动化控制。
7.根据权利要求1所述的一种超高纯氧气的提纯系统，其特征在于：所述原料气采用工业液氧。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322277988.3U CN220276690U (zh) | 2023-08-24 | 2023-08-24 | 一种超高纯氧气的提纯系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322277988.3U CN220276690U (zh) | 2023-08-24 | 2023-08-24 | 一种超高纯氧气的提纯系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220276690U true CN220276690U (zh) | 2024-01-02 |
Family
ID=89332711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202322277988.3U Active CN220276690U (zh) | 2023-08-24 | 2023-08-24 | 一种超高纯氧气的提纯系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220276690U (zh) |
-
2023
- 2023-08-24 CN CN202322277988.3U patent/CN220276690U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN211770292U (zh) | 一种基于液氨载氢-制氢的能量储存及转换系统 | |
| CN104236253B (zh) | 深冷法制取纯一氧化碳和富氢气的装置及方法 | |
| CN211998798U (zh) | 一种撬装式移动现场制氢一体机 | |
| CN103539155B (zh) | 利用合成氨系统废气中氨回收利用装置的方法 | |
| CN211644607U (zh) | 一种从不凝气体中提取氦气的纯化装置 | |
| CN103601152A (zh) | 重氧水真空级联精馏工艺间歇生产超纯16o水的方法及装置 | |
| CN220276690U (zh) | 一种超高纯氧气的提纯系统 | |
| CN111137856A (zh) | 一种撬装式移动现场制氢一体机 | |
| CN214700775U (zh) | 一种烟气二氧化碳捕集提纯系统 | |
| CN202522015U (zh) | 带有制冷设备的分离提纯氖和氦的装置 | |
| CN201607093U (zh) | 石油化工尾气中二氧化碳液化回收装置 | |
| CN203392864U (zh) | 一种回收不纯氖氦混合气的装置 | |
| CN211078974U (zh) | 高纯甲烷的提纯装置 | |
| CN106016968A (zh) | 二氧化碳液化提纯的方法及设备 | |
| CN206126859U (zh) | 一种热泵精馏生产超高纯二氧化碳的装置 | |
| CN114963691A (zh) | 低压co2气体低温分离方法及装置 | |
| CN211716982U (zh) | 热泵循环系统及具有其的一氧化碳生产装置 | |
| CN203683494U (zh) | 一种农村生物质能综合利用系统 | |
| CN205939930U (zh) | 一种从氖气中分离20Ne的装置 | |
| CN219058554U (zh) | 一种多级别高纯硝酸联产系统 | |
| CN216946234U (zh) | 一种制备半导体用超纯氨的装置 | |
| CN205939929U (zh) | 一种从氖气中分离21Ne的装置 | |
| CN113120874A (zh) | 一种从天然气液化后的不凝气体中提取氦气的纯化装置与方法 | |
| CN205939931U (zh) | 一种从氖气中分离22Ne的装置 | |
| CN221192355U (zh) | 一种生产高纯氢气和电子级双氧水的系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |