一种制取高纯度氮气和低纯度氧气的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种制取高纯度氮气和低纯度氧气的装置。该装置包括主换热器E1、精馏塔C1、冷凝器K1、冷凝器K2、过冷器E2和透平膨胀机ET1，各设备之间通过管道相连通。通过本实用新型装置能够获取高纯度氮气的同时，还能获得不同纯度、不同压力的具有较高氧气纯度的富氧气产品，装置还可以多个工况运行，满足多种不同纯度及压力的富氧气需求。
【专利说明】
一种制取高纯度氮气和低纯度氧气的装置
技术领域
[0001]本实用新型属于气体分离装置技术领域，具体涉及一种利用空气制取高纯度氮气和低纯度氧气的装置。
【背景技术】
[0002]安全可靠、节能减排，这是对空分设备的基本要求和前提条件，是建设资源节约型、环境友好型社会和科学发展的需要，也是市场期望。蓬勃发展新兴的煤化工行业与成熟的钢铁冶金等行业都需要大量低纯度的氧气。为保护环境，捕捉二氧化碳，富氧燃烧也成为了电厂发展的一个趋势。
[0003]目前的高纯氮装置，在生产高纯氮气同时，副产品是低纯度的富氧。通常情况下，由于这部分气体含氧纯度只有36%左右，利用价值不大，故此部分富氧一般在出冷箱后作为废气放空，造成了能源浪费。为了满足现有技术中对低纯度氧气的需求和避免资源浪费，迫切需要研究开发一种既能避免高纯度氮气生产过程中低浓度氧气的浪费、同时能制备出低浓度氧气的生产装置。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是:为了克服现有高纯氮气装置制备过程中低浓度氧气放空造成能源浪费的不足之处，本实用新型提供一种利用空气制取高纯度氮气和低纯度氧气的装置。通过本实用新型装置，能够获取高纯度氮气的同时，还能获得不同纯度、不同压力的具有较高氧气纯度的富氧气产品，本实用新型装置还可以多个工况运行，满足多种不同纯度及压力的富氧气需求。
[0005]为了解决上述问题，本实用新型采取的技术方案是:
[0006]本实用新型提供一种制取高纯度氮气和低纯度氧气的装置，所述装置包括主换热器E1、精馏塔Cl、冷凝器K1、冷凝器K2、过冷器E2和透平膨胀机ETl，各设备之间通过管道相连通，连接关系为:
[0007]主换热器El的进气口为经过过滤、净化后空气的输入口，其出气口通过101管道与精馏塔Cl下部的空气进气口连通;精馏塔Cl顶部的高纯氮气出口经201管道分两部分分别进入201A管道和201B管道，201A管道与主换热器El高纯氮气进气口连通，高纯氮气从主换热器El出气口排出收集;20IB管道分别与冷凝器K2高纯氮气进气口和冷凝器Kl高纯氮气进气口连通;冷凝器Kl和冷凝器K2底部液氮出口分别经20ID管道、20IC管道共同进入20IE管道，201E管道与精馏塔Cl上部液氮进口连通；
[0008]精馏塔Cl底部富氧液空出口经301管道与过冷器E2富氧液空进口连通，过冷器E2富氧液空出口经30IA管道与冷凝器Kl富氧液空进口连通;冷凝器Kl富氧废气出口经30IB管道与主换热器El富氧废气进口连通，主换热器El富氧废气出口经301C管道与透平膨胀机ETl富氧废气进口连通，透平膨胀机ETl富氧废气出口经301D管道与过冷器E2富氧废气进口连通，过冷器E2富氧废气出口经301E管道与主换热器El富氧气体I进口连通，富氧气体I由主换热器El出口排出收集；
[0009]冷凝器Kl底部富氧液空出口经301F管道与冷凝器K2富氧液空进口连通，冷凝器K2富氧气体2出口经301G管道与主换热器El富氧气体2进口连通，富氧气体2经主换热器El出口排出收集。
[0010]根据上述的制取高纯度氮气和低纯度氧气的装置，所述精馏塔Cl为板式精馏塔或填料精馏塔。
[0011 ]本实用新型的积极有益效果:
[0012]1、通过本实用新型装置，能够获取高纯度氮气的同时，还能获得不同纯度、不同压力的具有较高氧气纯度的富氧气产品，装置还可以多个工况运行，满足多种不同纯度及压力的富氧气需求。
[0013]2、本实用新型装置，不改变既有的高纯氮气生产工艺，对高纯氮生产没有影响。
[0014]3、本实用新型装置在提供高纯氮气的同时，提供了较大纯度选择范围的富氧气体，使富氧气体的利用成为可能。
[0015]4、本实用新型装置能够同时生产两种产品，可减少设备的重复建设和投资，从而降低生产成本。
[0016]5、本实用新型装置额外提供富氧气产品的同时，不增加任何能耗，节约大量能源，经济效益客观。因此，本实用新型具有显著的经济效益和社会效益。
[0017]【附图说明】:
[0018]图1本实用新型制取高纯度氮气和低纯度氧气装置的结构示意图。
[0019]图1中，I为主换热器El，2为精馏塔Cl，3为冷凝器Kl，4为冷凝器K2，5为过冷器E2，6为透平膨胀机ETl。
[0020]【具体实施方式】:
[0021]以下结合实施例进一步阐述本实用新型，但并不限制本实用新型的内容。
[0022]实施例1:
[0023]参见附图1，本实用新型制取高纯度氮气和低纯度氧气的装置，包括I主换热器E1、2精馏塔Cl、3冷凝器Kl、4冷凝器K2、5过冷器E2和6透平膨胀机ET1，各设备之间通过管道相连通，连接关系为:
[0024]主换热器El的进气口为经过过滤、净化后空气的输入口，其出气口通过101管道与精馏塔Cl下部的空气进气口连通;精馏塔Cl顶部的高纯氮气出口经201管道分两部分分别进入201Α管道和201Β管道，201Α管道与主换热器El高纯氮气进气口连通，高纯氮气从主换热器El出气口排出收集;20IB管道分别与冷凝器Κ2高纯氮气进气口和冷凝器Kl高纯氮气进气口连通;冷凝器Kl和冷凝器Κ2底部液氮出口分别经20ID管道、20IC管道共同进入20IE管道，201Ε管道与精馏塔Cl上部液氮进口连通；
[0025]精馏塔Cl底部富氧液空出口经301管道与过冷器Ε2富氧液空进口连通，过冷器Ε2富氧液空出口经30IA管道与冷凝器Kl富氧液空进口连通;冷凝器Kl富氧废气出口经30IB管道与主换热器El富氧废气进口连通，主换热器El富氧废气出口经301C管道与透平膨胀机ETl富氧废气进口连通，透平膨胀机ETl富氧废气出口经301D管道与过冷器Ε2富氧废气进口连通，过冷器Ε2富氧废气出口经301Ε管道与主换热器El富氧气体I进口连通，富氧气体I由主换热器El出口排出收集；
[0026]冷凝器Kl底部富氧液空出口经301F管道与冷凝器K2富氧液空进口连通，冷凝器K2富氧气体2出口经301G管道与主换热器El富氧气体2进口连通，富氧气体2经主换热器El出口排出收集。
[0027]其中精馏塔Cl为板式精馏塔。
【主权项】
1.一种制取高纯度氮气和低纯度氧气的装置，其特征在于，所述装置包括主换热器El、精馏塔Cl、冷凝器K1、冷凝器K2、过冷器E2和透平膨胀机ETl，各设备之间通过管道相连通，连接关系为: 主换热器EI的进气口为经过过滤、净化后空气的输入口，其出气口通过1I管道与精馏塔Cl下部的空气进气口连通;精馏塔Cl顶部的高纯氮气出口经201管道分两部分分别进入201A管道和20IB管道，20IA管道与主换热器El高纯氮气进气口连通，高纯氮气从主换热器El出气口排出收集;201B管道分别与冷凝器K2高纯氮气进气口和冷凝器Kl高纯氮气进气口连通;冷凝器Kl和冷凝器K2底部液氮出口分别经201D管道、201C管道共同进入201E管道，201E管道与精馏塔Cl上部液氮进口连通； 精馏塔Cl底部富氧液空出口经301管道与过冷器E2富氧液空进口连通，过冷器E2富氧液空出口经301A管道与冷凝器Kl富氧液空进口连通;冷凝器Kl富氧废气出口经301B管道与主换热器El富氧废气进口连通，主换热器El富氧废气出口经301C管道与透平膨胀机ETl富氧废气进口连通，透平膨胀机ETl富氧废气出口经30ID管道与过冷器E2富氧废气进口连通，过冷器E2富氧废气出口经301E管道与主换热器El富氧气体I进口连通，富氧气体I由主换热器El出口排出收集； 冷凝器Kl底部富氧液空出口经30IF管道与冷凝器K2富氧液空进口连通，冷凝器K2富氧气体2出口经301G管道与主换热器El富氧气体2进口连通，富氧气体2经主换热器El出口排出收集。2.根据权利要求1所述的制取高纯度氮气和低纯度氧气的装置，其特征在于:所述精馏塔Cl为板式精馏塔或填料精馏塔。
【文档编号】F25J3/04GK205593291SQ201620262873
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】张世田, 贾军, 彭明扬
【申请人】河南开元空分集团有限公司