[發明專利]一種從液氧中提取粗氪氙的設備及方法

有效

• 申請號: 201410036253.4
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103743195A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 邦達連科·維塔利·列昂尼多;布朗斯坦·亞歷山大·謝米諾維奇;拉祥科夫·尼古拉·彼得羅維奇;瓦羅金切夫·瓦列里·鮑里斯維奇;切列泊諾夫·瓦倫汀·伊萬諾維奇;阿列克謝·佛拉吉拉夫·瓦西里耶維奇
• 申請（專利權）人: 俄羅斯深冷機械制造股份公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 北京英特普羅知識產權代理有限公司 11015
• 代理人: 齊永紅

技術領域

本發明涉及一種從來自空分設備的液氧中提取粗氪氙濃縮物的設備及方法，屬于空氣分離領域。

背景技術

國內外一些領先的公司-空氣分離和低溫技術的制造商開始生產空分設備，但在整體空氣分離流程中并不包括氪氙濃縮物的單元，即這些制造商生產的空分設備未提供提取氪氙的部分。目前全球范圍內均在尋求提取氪氙的技術解決方案，最初出現的技術解決方案，是從空分設備中去除有爆炸危險的雜質氙。然而，隨著對氪的需求量不斷增加，需要更新的技術解決方案，在這種情況下，不僅需要提取氙，還需要對氪進行分離提取。由于在空分設備中分離出來的液氧中的氪氙濃縮物大于正常值且小于粗氪氙，因此需要建立氪氙濃縮物的遠端提取單元。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、提取效率高的用于從液氧中提取粗氪氙濃縮物的設備及提取方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種從液氧中提取粗氪氙的設備，包括蒸餾塔、氧液化器和液氧罐，所述蒸餾塔的中部與來自空分設備的液氧相連，蒸餾塔的塔底和塔頂分別設有一蒸發器和冷凝器；蒸餾塔上部的氣相出口通過管道與氧液化器相連，所述氧液化器的底部通過管道與用于收集液氧的液氧罐相連；所述的設備還包括與中壓氮氣相連的回熱式熱交換器，所述回熱式熱交換器的出口通過管道與蒸發器相連；蒸發器的液氮出口通過管道分別與冷凝器和氧液化器相連。

優選的是：所述冷凝器和氧液化器的液氮出口通過管道與回熱式熱交換器相連。

優選的是：所述的設備還包括設于各連接管道上的節流閥。

一種利用如上所述的設備從液氧中提取粗氪氙的方法，所述方法包括：來自空分設備的含有氪氙的液氧進入蒸餾塔，進行蒸餾分離，中壓氮經回熱式熱交換器換熱冷卻后進入蒸發器中作為熱源使用，加熱蒸餾塔中的液氧，使氧形成氧蒸汽上升，在蒸餾塔塔頂得到的分離后的氧氣進入氧液化器中液化成液氧后進入液氧罐中回收利用；蒸發器中的氮被冷凝成液氮，蒸餾塔的塔釜得到粗氪氙濃縮物。

優選的是：蒸發器中的液氮分成兩股液氮流，其中一股液氮流經節流降壓后進入蒸餾塔的冷凝器中作為液氧的冷凝回流液使用；另一股液氮流經節流降壓后進入氧液化器中成為氧氣的冷凝液使用。

優選的是：進入蒸餾塔中的液氮的壓力為3.5個大氣壓。

優選的是：進入氧液化器中的液氧的壓力為4個大氣壓。

優選的是：氧液化器和冷凝器中的低溫液氮返回至回熱式熱交換器中復熱回收。

本發明的有益效果在于，本發明的設備結構簡單，操作方便，可同時實現高純度氧和氪氙濃縮物的分離回收；以中壓氮作為蒸餾塔內蒸餾分離的熱源，同時，氮自身被冷凝成液氮后作為蒸餾塔內的回流冷凝液以及氧蒸汽的冷凝液使用，此外，低溫液氮可與中壓氮換熱復熱后回收利用，實現了氮源的循環利用，節省了能耗。

附圖說明

圖1示出了本發明所述的從液氧中提取粗氪氙設備的工藝流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式做進一步說明。

如附圖1所示，本發明所述的從液氧中提取粗氪氙的設備，包括蒸餾塔1、氧液化器4和液氧罐6，所述蒸餾塔1的塔底和塔頂分別設有蒸發器2和冷凝器3，其中部與來自空分設備的液氧相連，蒸餾塔1上部的氣相出口通過管道與氧液化器4相連，所述氧液化器4的底部通過管道與用于收集液氧的液氧罐6相連；本發明所述的從液氧中提取粗氪氙的設備還包括與中壓氮氣相連的回熱式熱交換器5，所述中壓氮氣可以來自于空分設備，亦可是其它來源的中壓氮氣；所述回熱式熱交換器5的出口通過管道與蒸發器2相連，且蒸發器2底部的液氮出口通過管道分別與冷凝器3和氧液化器4相連，冷凝器3和氧液化器4中的液氮通過管道返回至回熱式熱交換器5中復熱后回收利用。所述蒸餾塔1的塔頂還設有未冷凝氧氣出口；蒸餾塔1的塔釜設有粗氪氙濃縮物出口；此外，本發明所述的從液氧中提取粗氪氙的設備還包括設于各連接管道上的節流閥。