一種利用多套空分制取的粗氬提取高純液氬的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種通過低溫精餾法，在單套空分設(shè)備中增加提氬裝置，提純一套或者多套空分中粗氬氣或者粗液氬，將其制取成高純液氬的裝置，屬于空分技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著煤化工行業(yè)的崛起，促使空分向大型化不斷的躍進?？辗种醒鯕庾鳛槊夯じ郀t的氣化氣，氮氣作為產(chǎn)品氣、輸送氣等，都為煤化工必不可少原料。而高純液氬在空分中僅作為副產(chǎn)品輸出。所以煤氣化設(shè)備所配套的空分設(shè)備多不帶提取氬功能，但為了有效提高氧的提取率來節(jié)省能耗，這些空分多采用帶增效塔流程。
[0003]雖為空分的副產(chǎn)品，高純氬卻廣泛應(yīng)用于工業(yè)中。由于它的性質(zhì)十分不活潑，可應(yīng)用于飛機制造、造船、原子能工業(yè)和機械工業(yè)等行業(yè)，還可以作為焊接、電子工業(yè)的保護氣及燈具的填充氣等。若有良好的銷售渠道，空分設(shè)備配備提氬系統(tǒng)產(chǎn)生的經(jīng)濟利益是可觀的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種利用多套帶增效塔空分中的粗氬氣或粗液氬，僅對一套空分設(shè)備進行改造增加提氬系統(tǒng)，將多套的粗氬氣、粗液氬精餾提取純液氬，從而變廢為寶，增加經(jīng)濟效益的利用多套空分制取的粗氬提取高純液氬的裝置及方法。
[0005]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:所述的利用多套空分制取的粗氬提取高純液氬的裝置，該裝置主要包括:
[0006]一用于獲得產(chǎn)品液氬的提純系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少包括:利用多套空分中的一套空分，并將該套空分中帶有冷凝器的增效塔作為粗氬II塔，另配置有一臺粗氬I塔、一臺含有冷凝器和蒸發(fā)器的純氬塔；
[0007]一與所述粗氬I塔中部位置相連通的原料粗氬氣或粗液氬輸入系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少包括如下裝置中的一種:一將遠距離布置多套空分裝置排放的粗氬氣匯集于一體的匯集器、以及將匯集后的粗氬氣進行增壓的壓縮機和將增壓后的高溫粗氬氣冷卻的板式換熱器；一將近距離布置多套空分裝置排放的粗氬氣匯集于一體的匯集器；或一將多套空分裝置排放的粗液氬作為原料回流液匯總在一起的貯槽、以及將粗液氬進行加壓的粗液氬泵；
[0008]至少一臺用于液體回流的循環(huán)液氬泵和一臺循環(huán)液氧泵。
[0009]本實用新型所述粗氬I塔的底部設(shè)置有氬餾分氣體導(dǎo)入口，該氬餾分氣體導(dǎo)入口與空分精餾塔的上塔設(shè)置的氬餾分氣體出口連接；所述粗氬I塔的頂部設(shè)置有粗氬氣排出口，該粗氬氣排出口通過管道連接于粗氬II塔的底部導(dǎo)入口 ；所述粗氬II塔上部冷凝器下方的粗液氬出口連接于純氬塔中上部設(shè)置的粗液氬進口 ；并在純氬塔的底部設(shè)置有純液氬排出口 ；
[0010]所述的循環(huán)液氬泵分別連接于粗氬II塔底部氬餾分出口與粗氬I塔頂部回流液進口 ；所述循環(huán)液氧泵分別連接于粗氬I塔底部粗液氧出口與該粗氬I塔上塔回流口。
[0011]一種使用上述裝置進行提取高純液氬的方法，該方法使用的是一與所述粗氬I塔中部位置相連通的原料粗液氬輸入系統(tǒng)，所述的提取方法是:
[0012]來自多套空分裝置排放的原料粗液氬經(jīng)管道被集中送入粗液氬貯槽，再從貯槽經(jīng)泵加壓進入粗氬I塔中部相應(yīng)位置進行提純精餾；
[0013]從空分精餾塔的上塔相應(yīng)部位抽出含氬量約9.18%的氬餾分氣體；氬餾分直接從粗氬I塔的底部導(dǎo)入，同時將來自多套空分裝置的粗液氬送入粗氬I塔組份相近的位置；從粗氬II塔底部排出的粗液氬經(jīng)液氬泵加壓后進入粗氬I塔I上部作為回流液；粗氬氣自粗氬I塔頂部排出，經(jīng)粗氬II塔底部導(dǎo)入；粗氬II塔中的粗氬冷凝器采用過冷后的液空作冷源，粗氬II塔上升氣體在粗氬冷凝器中大部分被冷凝，液體返回粗氬II塔頂部作為回流液，其余的粗液氬進入純氬塔中繼續(xù)精餾；
[0014]粗液氬從純氬塔中上部進入，與此同時在純氬塔中的純氬蒸發(fā)器冷凝側(cè)利用下塔壓力氮作為熱源，使純氬塔底部的液氬蒸發(fā)，成為上升蒸氣，而壓力氮被冷凝成液氮并節(jié)流進入空分精餾塔的上塔；純氬冷凝器利用過冷液氮作為冷源，冷卻純氬塔頂部的上升蒸氣，使純氬塔頂部產(chǎn)生回流液，以保證塔內(nèi)的精餾，實現(xiàn)氬氮分離，從而在純氬塔底部得到純液氬；同時，在純氬塔的頂部排放一定量的余氣，保證精餾的正常進行。
[0015]本實用新型另一種使用上述裝置進行提取高純液氬的方法，該方法使用的是一與所述粗氬I塔中部位置相連通的原料粗氬氣輸入系統(tǒng)，所述的提取方法是:
[0016]來自多套空分裝置排放的原料粗氬氣經(jīng)管道被匯集后，經(jīng)壓縮機加壓送入冷箱內(nèi)板式換熱器，經(jīng)冷卻后送入粗氬I塔中部相應(yīng)位置進行提純精餾；
[0017]從空分精餾塔的上塔相應(yīng)部位抽出含氬量約9.18%的氬餾分氣體；氬餾分直接從粗氬I塔的底部導(dǎo)入，同時將來自多套空分裝置的粗氬氣送入粗氬I塔組份相近的位置；從粗氬II塔底部排出的粗液氬經(jīng)液氬泵加壓后進入粗氬I塔上部作為回流液；粗氬氣自粗氬I塔頂部排出，經(jīng)粗氬II塔底部導(dǎo)入；粗氬II塔中的粗氬冷凝器采用過冷后的液空作冷源，粗氬II塔上升氣體在粗氬冷凝器中大部分被冷凝，液體返回粗氬II塔頂部作為回流液，其余的粗氬氣進入純氬塔中繼續(xù)精餾；
[0018]粗液氬從純氬塔中上部進入，與此同時在純氬塔中的純氬蒸發(fā)器冷凝側(cè)利用下塔壓力氮作為熱源，使純氬塔底部的液氬蒸發(fā)，成為上升蒸氣，而壓力氮被冷凝成液氮并節(jié)流進入空分精餾塔的上塔；純氬塔中的純氬冷凝器利用過冷液氮作為冷源，冷卻純氬塔頂部的上升蒸氣，使純氬塔頂部產(chǎn)生回流液，以保證純氬塔內(nèi)的精餾，實現(xiàn)氬氮分離，從而在純氬塔底部得到純液氬；同時，在純氬塔的頂部排放一定量的余氣，保證精餾的正常進行。
[0019]本實用新型是對多套空分中的粗氬氣或粗液氬進行提取純液氬的裝置和方法，它避免了對每套空分進行改造增加多套提氬系統(tǒng)，有效減少了設(shè)備的投資和工程總投資，最小限度的對設(shè)備進行改造，充分利用了單套空分設(shè)備氬提取系統(tǒng)的分離能力，同時能夠變廢為寶，有效的增加經(jīng)濟效益。
[0020]本實用新型具有以下特點:
[0021]I)本實用新型的原料氣體為空分裝置排放的粗氬氣或粗液氬，單獨對一套帶增效塔的空分進行改造，增加提氬裝置，避免了對每套空分進行改造增加多套提氬系統(tǒng)，有效減少了設(shè)備的投資和工程總投資。最小限度的對設(shè)備進行改造，充分利用了單套空分設(shè)備提氬系統(tǒng)的分離能力，同時能夠變廢為寶，有效的增加經(jīng)濟效益；
[0022]2)本實用新型還提供了粗氬氣或粗液氬兩種形式的原料來提取純液氬，具有更廣的適用性；
[0023]3)本實用新型所采用的制冷方法還可以通過向精餾塔補充液氮的方式來增大液氬產(chǎn)量，在液氬價格高于液氮價格時，可以通過類似置換的方式使得液氬多產(chǎn)。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型所述采用低溫精餾法提取粗液氬獲取純液氬產(chǎn)品的裝置流程示意圖。
[0025]圖2是本實用新型所述采用低溫精餾法提取粗氬氣獲取純液氬產(chǎn)品的裝置流程示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作詳細的介紹:圖1、2所示，本實用新型所述的利用多套空分制取的粗氬提取高純液氬的裝置，該裝置主要包括:
[0027]一用于獲得產(chǎn)品液氬的提純系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少包括:利用多套空分中的一套空分，并將該套空分中帶有冷凝器I的增效塔作為粗氬II塔，另配置有一臺粗氬I塔、一臺含有冷凝器2和蒸發(fā)器3的純氬塔4 ;
[0028]一與所述粗氬I塔中部位置相連通的原料粗氬氣或粗液氬輸入系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少包括如下裝置中的一種:一將遠距離布置多套空分裝置排放的粗氬氣5匯集于一體的匯集器6、以及將匯集后的粗氬氣進行增壓的壓縮機7和將增壓后的高溫粗氬氣冷卻的板式換熱器8 ;—將近距離布置多套空分裝置排放的粗氬氣匯集于一體的匯集器；或一將多套空分裝置排放的粗液氬9作為原料回流液匯總在一起的貯槽10、以及將粗液氬9進行加壓的粗液氬泵11 ;
[0029]至少一臺用于液體回流的循環(huán)液氬泵12和一臺循環(huán)液氧泵13。
[0030]圖中所示，所述粗氬I塔的底部設(shè)置有氬餾分氣體導(dǎo)入口，該氬餾分氣體導(dǎo)入口與空分精餾塔的上塔設(shè)置的氬餾分氣體出口連接；所述粗氬I塔的頂部設(shè)置有粗氬氣排出口，該粗氬氣排出口通過管道連接于粗氬II塔的底部導(dǎo)入口 ；所述粗氬II塔上部冷凝器下方的粗液氬出口連接于純氬塔中上部設(shè)置的粗液氬進口 ；并在純氬塔的底部設(shè)置有純液氬排出口 ；
[0031]所述的循環(huán)液氬泵12分別連接于粗氬II塔底部氬餾分出口與粗氬I塔頂部回流液進口 ；所述循環(huán)液氧泵分別連接于粗氬I塔底部粗液氧出口與空分精餾塔14的上塔回流口。
[0032]圖1所示，本實用新型所述的一種使用所述裝置進行提取高純液氬的方法，該方法使用的是一與所述粗氬I塔中部位置相連通的原料粗液氬輸入系統(tǒng)