液氮辅助精馏空分装置的制作方法

本实用新型属于空气物理分离技术领域，更具体地说，是涉及一种液氮辅助精馏空分装置。

背景技术：

在现有的工业生产中，对液氮的需求越来越多，比如火箭的发射离不开液氮，工业中的制冷装置离不开液氮等。液氮的广泛应用使人们对液氮的要求越来越高。由于使用化学方法来生产液氮不仅成本高，而且化学生产的液氮不能量产，所以现在获得液氮的方法都采用物理方法来对空气进行分离，从而获取液氮产品。

现有的液氮精馏空分技术在对空气的处理上存在一些不足：没有对空气中除氮气，氧气以外的气体进行除杂，也没有消除空气中的水蒸气，对空气进行干燥，从而会对液氮的产品质量产生影响。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种液氮辅助精馏空分装置，不但可以增加液氮等产品的纯度、干燥度，还能够通过液氮进行辅助精馏，提高空分效率，以解决现有技术存在的不足。

本实用新型提供如下技术方案：

一种液氮辅助精馏空分装置，包括空气压缩机、除杂气体罐、干燥机、精馏塔；其特征在于：所述空气压缩机上设置有进气口和出气口，所述出气口上设置有第一管道，所述第一管道另一端设置在所述除杂气体罐的进气口上；所述除杂气体罐的出气口设置有第二管道，所述第二管道的另一端设置在所述干燥机的进气口上；所述干燥机的出气口设置有第三管道，所述第三管道的另一端设置在所述精馏塔的第一进气口上。

优选的，所述精馏塔包括上塔、下塔、冷凝器、加热器；所述冷凝器设置在所述精馏塔的中部，所述加热器设置在所述下塔底部。

优选的，所述精馏塔的第一进气口设置在所述冷凝器上。

优选的，所述精馏塔上塔内部设置有液氮储存罐，可以用来储存液氮，并且加快后续氮气的液化。

优选的，所述除杂气体罐内部设置有两块co2吸收棉和乙炔气体吸收棉，所述co2吸收棉设置在所述乙炔气体吸收棉上方，所述除杂气体罐的进气口设置在所述co2吸收棉上方罐体上，所述除杂气体罐的出气口设置在所述乙炔气体吸收棉的下方罐体上。

优选的，所述上塔的顶部设置有第一出气口，所述上塔的底部设置有第二出气口，所述下塔顶部设置有第三出气口，所述上塔底部设置有第二进气口，所述第三出气口与所述第二进气口在精馏塔的同一侧，所述第二进气口在所述第二出气口上方。

优选的，所述精馏塔下塔设置有多层结构，可以更好的进行氮氧分离。

优选的，所述液氮接收罐和液氧接收罐设置有冷却器，防止液氮和液氧进入所述液氮接收罐和液氧接收罐发生气化。

优选的，所述第二进气口与第三出气口通过第四管道连接；所述第一出气口上设置有第五管道，所述第五管道另一端设置氮气接收罐；所述第二出气口上设置有第六管道，所述第六管道另一端设置液氮接收罐。

优选的，所述下塔顶部设置有第四出气口，所述第四出气口上设置有第七管道，所述第七管道另一端设置有液氧接收罐。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的一种液氮辅助精馏空分装置，通过设置空气压缩机，可以给空分装置提供足量的空气，不用担心因空气不足而得不到足够的液氮产品。

2、本实用新型的一种液氮辅助精馏空分装置，通过设置除杂气体罐，可以清除原空气中除氮、氧之外的其他气体，提高了氮氧化合物的含量。

3、本实用新型的一种液氮辅助精馏空分装置，通过设置干燥机，对氮氧化合物进行干燥，提高了后续液氮和液氧的产品纯度。

4、本实用新型的一种液氮辅助精馏空分装置，通过在精馏塔上塔设置液氮储存罐，可以加快氮气的液化，加快空分过程。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图做简单的介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看做是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。

图1是本实用新型一种液氮辅助精馏空分装置的装置流程图。

图2是本实用新型的一种液氮辅助精馏空分装置的精馏塔结构图。

图3是本实用新型的一种液氮辅助精馏空分装置的除杂气体罐的结构图。

图中：1空气压缩机；2除杂气体罐；3干燥机；4精馏塔；5液氧接收罐；6液氮接收罐；7氮气接收罐；8冷凝器；9上塔；10下塔；11加热器；12液氮储存罐；13第一进气口；14第二出气口；15第一出气口；16第二进气口；17第三出气口；18第四出气口；21co2吸收棉；22乙炔气体吸收棉；101第一管道；102第二管道；103第三管道；104第四管道；105第五管道；106第六管道；107第七管道。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的，技术方案和有点更加清楚，下面将结合本实用新型方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚，完整的描述。显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型的保护范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式，基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1-3所示，一种液氮辅助精馏空分装置，包括空气压缩机1、除杂气体罐2、干燥机3、精馏塔4；其特征在于：所述空气压缩机1上设置有进气口和出气口，所述出气口上设置有第一管道101，所述第一管道101另一端设置在所述除杂气体罐2的进气口上；所述除杂气体罐2的出气口设置有第二管道102，所述第二管道102的另一端设置在所述干燥机3的进气口上；所述干燥机3的出气口设置有第三管道103，所述第三管道103的另一端设置在所述精馏塔4的第一进气口13上。

所述精馏塔4包括上塔9、下塔10、冷凝器8、加热器11；所述冷凝器8设置在所述精馏塔4的中部，所述加热器11设置在所述下塔10底部。

所述精馏塔4的第一进气口13设置在所述冷凝器8上；所述精馏塔上塔9内部设置有液氮储存罐12，可以用来储存液氮，并且加快后续氮气的液化；所述精馏塔下塔设置有多层结构，可以更好的进行氮氧分离。

所述除杂气体罐2内部设置有co2吸收棉21和乙炔气体吸收棉22，所述co2吸收棉21设置在所述乙炔气体吸收棉22上方，所述除杂气体罐2的进气口设置在所述co2吸收棉21上方罐体上，所述除杂气体罐2的出气口设置在所述乙炔气体吸收棉22的下方罐体上。

所述上塔9的顶部设置有第一出气口15，所述上塔9的底部设置有第二出气口14，所述下塔10顶部设置有第三出气口17，所述上塔9底部设置有第二进气口16，所述第三出气口17与所述第二进气口16在精馏塔4的同一侧，所述第二进气口16在所述第二出气口14上方。

所述第二进气口16与第三出气口17通过第四管道104连接；所述第一出气口15上设置有第五管道105，所述第五管道105另一端设置氮气接收罐7；所述第二出气口14上设置有第六管道106，所述第六管道106另一端设置液氮接收罐6。

所述下塔10顶部设置有第四出气口18，所述第四出气口18上设置有第七管道107，所述第七管道107另一端设置有液氧接收罐5。

本实用新型有以下工作过程：

开启空气压缩机1的放气阀，使空气通过第一管道101进入除杂气体罐2进行除去空气中co2、乙炔等少量杂质气体，然后通过第二管道102进入干燥机3，除去氮氧化合物中的水蒸气，然后较为纯净的氮氧化合物通过第三管道103进入精馏塔4中的冷凝器8，氮氧化合物液化到下塔10底部，然后启动加热器11，使氮氧化合物气化上升到下塔10顶部；调整冷凝器8温度到可以使氧气液化，氮气不能液化的温度，这时液氧就会通过第七管道107输出到液氧接收罐5。氮气通过第四管道104进入上塔9。在上塔9顶部一部分液化成液氮流入到上塔9底部，另一部分氮气通过第五管道105输出到氮气接收罐7；液氮一部分进入到液氮储存罐12，另一部分通过第六管道106输出到液氮接收罐6。液氮储存罐12可以加快氮气的液化过程。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化；凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。