多功能制氮裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于制氮【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及多功能制氮裝置，純化空氣的一部分通過主換熱器換熱后通至精餾塔底部，另一部分純化空氣通過增壓機(jī)增壓后經(jīng)主換熱器換熱冷卻后送入ET2膨脹機(jī)膨脹制冷送入污氮管網(wǎng)，在精餾塔底部得到富氧液空，經(jīng)液空過冷器及節(jié)流后送至冷凝蒸發(fā)器頂部，冷凝蒸發(fā)器的液氮回流至精餾塔頂部作為精餾塔的回流液，在冷凝蒸發(fā)器低壓側(cè)頂部得到的污氮氣送入到ET1膨脹機(jī)膨脹制冷，復(fù)熱后的污氮氣送入純化系統(tǒng)，在精餾塔頂部得到高純氮氣，高純氮氣經(jīng)過主換熱器復(fù)熱或依次經(jīng)過主換熱器復(fù)熱及增壓機(jī)后對外輸出高純氮氣，高純液氮經(jīng)過液氮過冷器后對外輸出液氮，優(yōu)點是：本發(fā)明的能耗低、提取率高、經(jīng)濟(jì)效益好，調(diào)節(jié)靈活可靠，適用于制氣行業(yè)的制氮設(shè)備。
【專利說明】多功能制氮裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于制氮【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種能大幅度降低能耗的制氮裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)業(yè)、冶金、金屬加工行業(yè)、化工、新材料行業(yè)及石化行業(yè)等各行業(yè)的飛速發(fā)展，對氮氣產(chǎn)品的需求量越來越大，制取氮氣的空分設(shè)備是耗能大戶，由于長期運(yùn)行，如何有效降低能耗至關(guān)重要。目前一般的做法是部分膨脹，其余節(jié)流，膨脹機(jī)輸出的功用于增壓并采用風(fēng)機(jī)制動放空；液空不過冷或僅與部分流體簡單換熱過冷，設(shè)備調(diào)節(jié)不靈活，要不產(chǎn)量富余排空、要不產(chǎn)量不足要外購液氮補(bǔ)充保證生產(chǎn)，采用這些方法和流程組織，供電部門的供電量無法滿足制氮用戶空分設(shè)備的能耗要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種多功能制氮裝置。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0005]多功能制氮裝置，包括用管道連接的精餾塔、冷凝蒸發(fā)器、增壓透平膨脹機(jī)、主換熱器、液空過冷器、氮氣過冷器，其特征在于:所述的增壓透平膨脹機(jī)為同軸連接的增壓機(jī)及膨脹機(jī)，純化空氣的一部分通過主換熱器換熱后通至精餾塔底部，另一部分純化空氣通過增壓機(jī)增壓后經(jīng)主換熱器換熱冷卻后送入ET2膨脹機(jī)膨脹制冷送入污氮管網(wǎng)，在精餾塔底部得到富氧液空，經(jīng)液空過冷器及節(jié)流后送至冷凝蒸發(fā)器頂部，冷凝蒸發(fā)器的液氮回流至精餾塔頂部作為精餾塔的回流液，在冷凝蒸發(fā)器低壓側(cè)頂部得到的污氮氣送入到ETl膨脹機(jī)膨脹制冷，復(fù)熱后的污氮氣送入純化系統(tǒng)，在精餾塔下塔頂部得到高純氮氣，高純氮氣經(jīng)過主換熱器復(fù)熱或依次經(jīng)過主換熱器復(fù)熱及增壓機(jī)后對外輸出高純氮氣，高純液氮經(jīng)過液氮過冷器后對外輸出液氮。
[0006]上述對外輸出的高純氮氣可通過增壓機(jī)兩端的進(jìn)口閥、出口閥、氮氣出塔壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)對外輸出氮氣的壓力。
[0007]上述純化空氣與主換熱器及與增壓機(jī)連通的管道上均設(shè)置有閥門，調(diào)節(jié)純化空氣與主換熱器及與增壓機(jī)連通的管道上的閥門開度可調(diào)節(jié)對外輸出的液氮量。
[0008]上述的精餾塔、冷凝蒸發(fā)器上均設(shè)置有液位計，所述增壓機(jī)、膨脹機(jī)、精餾塔及冷凝蒸發(fā)器的連通管道上均設(shè)置有壓力表。
[0009]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)突出且有益的技術(shù)效果是:
[0010]本發(fā)明通過出塔污氮氣膨脹增壓氮氣，降低了整體塔壓從而降低壓縮機(jī)壓力，繼而使得整體能耗下降，以及液空被膨脹污氮氣和氮氣等各種冷流體換熱過冷后，降低空氣的含濕量，提高了提取率，并采用了正流膨脹產(chǎn)生更多的制冷量，能有效的控制壓縮機(jī)負(fù)荷，增加負(fù)荷時氣量增加，通過空氣增壓膨脹制冷，將多余的氣氮轉(zhuǎn)換成液氮，能滿足用戶制取高純氮氣、高純液氮的要求，。同時通過增壓機(jī)進(jìn)口閥、增壓機(jī)出口閥、氮氣出塔壓力調(diào)節(jié)閥這3個閥門之間的切換，實現(xiàn)了對氮氣管網(wǎng)壓力的調(diào)節(jié)，通過空氣進(jìn)增壓機(jī)閥門V1、空氣進(jìn)精餾塔閥門V2實現(xiàn)了控制液氮生產(chǎn)的產(chǎn)量，從而實現(xiàn)了既能生產(chǎn)高純氮氣也能生產(chǎn)高純液氮的生產(chǎn)目的，整體能耗可降低15%以上，由于有兩臺增壓透平膨脹機(jī)，避免了因一臺增壓透平膨脹機(jī)故障而影響生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益可觀，調(diào)節(jié)靈活可靠，適用于制氣行業(yè)的制氮設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖以具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，參見圖1:
[0013]多功能制氮裝置，包括用管道連接的精餾塔Cl、冷凝蒸發(fā)器K1、增壓透平膨脹機(jī)、主換熱器E1、液空過冷器E2、氮氣過冷器E3，所述的增壓透平膨脹機(jī)為同軸連接的增壓機(jī)及膨脹機(jī)(Al與ETl、A2與ET2)，兩個增壓機(jī)Al、A2及兩個膨脹機(jī)ETl、ET2形成兩級增壓膨脹裝置，純化空氣的一部分通過主換熱器El換熱后通至精餾塔Cl底部，另一部分純化空氣通過增壓機(jī)A2增壓，增壓后的純化空氣經(jīng)主換熱器換熱冷卻后送入ET2膨脹機(jī)膨脹制冷送入污氮管網(wǎng)，在精餾塔Cl底部得到富氧液空，富氧液空經(jīng)液空過冷器E2及節(jié)流后送至冷凝蒸發(fā)器Kl頂部，冷凝蒸發(fā)器Kl的液氮回流至精餾塔Cl頂部作為回流液，在冷凝蒸發(fā)器低壓側(cè)頂部得到的污氮氣送入到ETl膨脹機(jī)膨脹制冷，復(fù)熱后的污氮氣送入純化系統(tǒng)，在精餾塔Cl頂部得到高純氮氣，高純氮氣經(jīng)過主換熱器El或依次經(jīng)過主換熱器El及增壓機(jī)Al后對外輸出高純氮氣,高純液氮經(jīng)過液氮過濾器E3后對外輸出液氮。
[0014]上述對外輸出的高純氮氣可通過增壓機(jī)Al兩端的進(jìn)口閥V4、出口閥V5、氮氣出塔壓力調(diào)節(jié)閥V3調(diào)節(jié)對外輸出氮氣的壓力。
[0015]上述純化空氣與主換熱器El及與增壓機(jī)A2連通的管道上均設(shè)置有閥門V2、VI，調(diào)節(jié)純化空氣與主換熱器El及與增壓機(jī)連通的管道上的閥門V2、Vl的開度可調(diào)節(jié)對外輸出的液氮量。
[0016]上述的精餾塔Cl、冷凝蒸發(fā)器Kl上均設(shè)置有液位計，所述增壓機(jī)Al、A2、膨脹機(jī)ET1、ET2、精餾塔Cl及冷凝蒸發(fā)器Kl的連通管道上均設(shè)置有壓力表。
[0017]上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非依此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，故:凡依本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、形狀、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.多功能制氮裝置，包括用管道連接的精餾塔、冷凝蒸發(fā)器、增壓透平膨脹機(jī)、主換熱器、液空過冷器、氮氣過冷器，其特征在于:所述的增壓透平膨脹機(jī)為同軸連接的增壓機(jī)及膨脹機(jī)，純化空氣的一部分通過主換熱器換熱后通至精餾塔底部，另一部分純化空氣通過增壓機(jī)增壓后經(jīng)主換熱器換熱冷卻后送入ET2膨脹機(jī)膨脹制冷送入污氮管網(wǎng)，在精餾塔底部得到富氧液空，經(jīng)液空過冷器及節(jié)流后送至冷凝蒸發(fā)器頂部，冷凝蒸發(fā)器的液氮回流至精餾塔頂部作為精餾塔的回流液，在冷凝蒸發(fā)器低壓側(cè)頂部得到的污氮氣送入到ETl膨脹機(jī)膨脹制冷，復(fù)熱后的污氮氣送入純化系統(tǒng)，在精餾塔頂部得到高純氮氣，高純氮氣經(jīng)過主換熱器復(fù)熱或依次經(jīng)過主換熱器復(fù)熱及增壓機(jī)后對外輸出高純氮氣，高純液氮經(jīng)過液氮過冷器后對外輸出液氮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能制氮裝置，其特征在于:所述對外輸出的高純氮氣可通過增壓機(jī)兩端的進(jìn)口閥、出口閥、氮氣出塔壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)對外輸出氮氣的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能制氮裝置，其特征在于:所述純化空氣與主換熱器及與第二增壓機(jī)連通的管道上均設(shè)置有閥門，調(diào)節(jié)純化空氣與主換熱器及與增壓機(jī)連通的管道上的閥門開度可調(diào)節(jié)對外輸出的液氮量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1一3任一項所述的多功能制氮裝置，其特征在于:所述的精餾塔、冷凝蒸發(fā)器上均設(shè)置有液位計，所述增壓機(jī)、膨脹機(jī)、精餾塔及冷凝蒸發(fā)器的連通管道上均設(shè)置有壓力表。
【文檔編號】F25J3/04GK103776239SQ201410013927
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】陳崇文 申請人:浙江海天氣體有限公司