[發明專利]一種利用液氧倒罐制取高純液氮的空分裝置

有效

• 申請號: 201210330505.5
• 申請日: 2012-09-08
• 公開（公告）號: CN102829606A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 陳崇文
• 申請（專利權）人: 浙江海天氣體有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 臺州藍天知識產權代理有限公司 33229
• 代理人: 梅安溪

技術領域

本發明屬于空分設備技術領域，具體地說是涉及一種利用液氧倒罐制取高純液氮的空分裝置。

背景技術

空分設備，簡單地說就是用來把空氣中的各組份氣體分離，生產氧氣、氮氣和氬氣的一套工業設備。其包括空氣過濾系統、空氣壓縮機系統、空氣預冷系統、空氣凈化系統、空氣壓縮膨脹系統、空氣分離系統、氧氣壓縮系統、氮氣壓縮系統等組成。其中，對于用來分離氮、氧的空氣分離系統，其要由精餾塔系統組成。在該精餾塔的下塔中，上升氣體與下流液體充分接觸，傳熱傳質后，在頂部得到純氮氣，純氮進入下塔頂部的主冷凝蒸發器與液氧熱量交換被冷凝，一部分液氮作為下塔的回流液下流，還有一部分液氮經換熱器過冷，節流后進入上塔參與精餾；下塔的液空經換熱器進入上塔參與精餾；經過在上塔內的再次精餾，在上塔的頂部產生氮氣并在下塔的底部產生液氧；上塔產生的氮氣和污氮流經換熱器。該液氧通過主冷凝蒸發器與下塔的氮氣進行熱量交換，液氧蒸發后形成在上塔的底部產生氧氣。也就是說采用這種結構的空分裝置主要產品為氮氣、氧氣，無法滿足生產液態氧的需求。如果將液氧提取出來則在主冷凝蒸發器中無法提供足夠的冷量使氮氣液化，從而產生足夠的液氮供給上塔以及下塔的分離出合格的氧氣、氮氣。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用液氧倒罐制取高純液氮的空分裝置，其能使精餾塔直接生產出可供收集的液態氮產品。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種利用液氧倒罐制取高純液氮的空分裝置，包括換熱器、具有上塔的精餾塔以及設置在所述精餾塔內的冷凝蒸發器，還包括液氮貯罐、液氮排送閥、用于向所述液氮貯罐輸送液氮的液氮排送管道、液氧貯罐、液氧排送閥、用于向所述冷凝蒸發器輸送液氧的液氧排送管道，所述液氮排送管道的一端與所述換熱器的冷端相連通，所述液氮排送管道的另一端與所述液氮貯罐相連通，所述液氮排送閥設在所述液氮排送管道上，所述液氧排送管道的一端與所述冷凝蒸發器的蒸發側相連通，所述液氧排送管道的另一端與所述液氧貯罐相連通，所述液氧排送閥設在所述液氧排送管道上。

本發明與現有技術相比具有的有益效果是：本發明的空分裝置采用了液氧貯罐、液氧排送閥和液氧排送管道結構，其將冷量輸送到冷凝蒸發器內并用于和下塔頂部的氮氣進行熱交換，由于冷量更多，充分地將該氮氣液化成液氮，該液氮不僅能滿足作為下塔和上塔回流液的使用量，而且形成了一股可作為液氮產品向外提供的余量液氮。本發明的空分裝置實現了精餾塔能直接生產出可供收集的液態氮產品。

附圖說明

圖1是本發明的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖以具體實施例對本發明作進一步描述；

如圖1所示，一種利用液氧倒罐制取高純液氮的空分裝置，其包括換熱器3、具有上塔11的精餾塔1以及設置在精餾塔內的冷凝蒸發器2，還包括液氮貯罐4、液氮排送閥、用于向液氮貯罐輸送液氮的液氮排送管道5、液氧貯罐6、液氧排送閥、用于向冷凝蒸發器輸送液氧的液氧排送管道7。其中，換熱器3的一端與冷凝蒸發器2的冷凝端相連通，其與現有技術無異。換熱器為被冷凝蒸發器冷凝形成的液氮過冷。液氮排送管道5的一端與過換熱器3的冷端相連通，液氮排送管道5的另一端與液氮貯罐4相連通。與此等同的，液氮排送管連通在換熱器3和上塔11之間的管道8上，該管道8是用來將液氮引入上塔11作為回流液。液氮排送閥設在液氮排送管道上。液氧排送管道7的一端與冷凝蒸發器2的蒸發側相連通，液氧排送管道7的另一端與液氧貯罐6相連通，液氧排送閥設在液氧排送管道上，即在液氧貯罐內儲存有液氧，通過液氧排送管道將液氧抽出并送入冷凝蒸發器內作為冷源。使用本發明的空分裝置時，應當根據空分液氧液位調節液氧倒灌量。本發明的空分裝置采用了液氧貯罐、液氧排送閥和液氧排送管道結構，其將冷量輸送到冷凝蒸發器內并用于和下塔頂部的氮氣進行熱交換，由于冷量更多，充分地將該氮氣液化成液氮。通過液氮貯罐、液氮排送閥、用于向液氮貯罐輸送液氮的液氮排送管道結構，使得經過冷的氮氣一部分收集到液氮貯罐內，還有一部分液氮作為上塔的回流液。該液氮不僅能滿足作為下塔和上塔回流液的使用量，而且形成了一股可作為液氮產品向外提供的余量液氮。本發明的空分裝置實現了精餾塔能直接生產出可供收集的液態氮產品。

上述實施例僅為本發明的較佳實施例，并非依此限制本發明的保護范圍，故：凡依本發明的結構、形狀、原理所做的等效變化，均應涵蓋于本發明的保護范圍之內。