[發明專利]氮氣純化過程中再生污氮氣體的回收利用方法及裝置

有效

• 申請號: 201410251632.5
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104163404A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 吳俊;蘇富云;張勇鋼;羅世強
• 申請（專利權）人: 寶鋼股份黃石涂鍍板有限公司
• 主分類號: C01B21/04
• 分類號: C01B21/04
• 代理公司: 黃石市三益專利商標事務所 42109
• 代理人: 饒建華

技術領域

本發明涉及生產氮氣時再生污氮氣體的回收技術，特別是一種氮氣純化過程中再生污氮氣體的回收利用方法及裝置。

背景技術

目前大型氣體站制取高純精氮的工藝流程如下：（1）將離心式空壓機生產的壓力為0.7MPa的壓縮空氣送入C級過濾器，除去壓縮空氣中的部分粉塵、水分及雜質；（2）將壓縮空氣送入冷凍式干燥機，進一步冷凍使壓縮空氣中的水分子冷凝結成液態水夾帶塵、油排出冷干機，得到常壓露點為-20℃的干燥壓縮空氣；（3）將干燥壓縮空氣送入微熱再生干燥機中，使干燥壓縮空氣經過填裝活性氧化鋁分子篩的干燥塔再次脫水，得到常壓露點為-40℃的潔凈干燥壓縮空氣；（4）將潔凈干燥壓縮空氣經過T級過濾緩沖罐后送入PSA變壓吸附制氮機中，得到純度為99.5%，常壓露點為-40℃的粗氮；（5）將粗氮送入自動氮氣純化裝置，使粗氮經過加氫除氧、冷凍干燥后，經過裝填5A分子篩的干燥塔，得到壓力為0.3～0.5MPa，氧含量≤2ppm，氮氣純度≥99.999%，常壓露點≤-65℃的高純氮氣。

在上述制取高純精氮的過程中，所述的空氣微熱再生干燥機具有兩臺干燥塔交替使用，即其中一臺干燥塔利用活性氧化鋁分子篩在常溫、高蒸汽分壓下吸附壓縮空氣中的水分（工作），另一臺干燥塔的氧化鋁分子篩吸水飽和后在高溫（160℃）、低蒸汽分壓下解析（再生）；在分子篩進行解析再生時，需要從干燥氣出口管道中抽取3～4%的干燥壓縮空氣作為再生氣對活性氧化鋁分子篩進行吹掃，每臺微熱再生干燥機消耗的干燥壓縮空氣用量約為216～288m³/h，按每小時平均消耗240m³，每生產1m³干燥壓縮空氣的綜合消耗約為0.09元，每年氣體站運行360天計算，每年單臺微熱再生干燥機的再生氣消耗就高達18.66萬元。而在上述制取高純精氮的過程中，自動氮氣純化裝置中也具有兩臺填裝5A分子篩的干燥塔交替使用，即其中一臺干燥塔對粗氮氣體進行純化干燥（工作），另一臺干燥塔消耗10%的產品高純氮氣對5A分子篩進行解析干燥（再生），解析過程中每臺自動氮氣純化裝置產生的再生污氮氣體約為240m³/h，而解析產生的污氮氣體一般都是直接放空處理，這樣對資源是一種很大的浪費。因此，為了更好地利用自動氮氣純化裝置中廢棄的再生污氮氣體及最大程度地利用空氣微熱再生干燥機的處理能力，研發一種氮氣純化過程中再生污氮氣體的回收利用方法及裝置十分必要。

發明內容

本發明的目的就是針對傳統的氮氣純化裝置中產生的再生污氮氣體都是直接放空處理，浪費能源的問題，提供一種氮氣純化過程中再生污氮氣體的回收利用方法及裝置。

本發明的氮氣純化過程中再生污氮氣體的回收利用方法，包括下述步驟：

（1）在氮氣純化裝置的再生污氮氣體出口管道上接入一臺水冷卻器，水冷卻器之后通過管道依次布置有冷凍式干燥機、氮氣緩沖罐和空氣微熱再生干燥機，其中氮氣緩沖罐的氣體出口管道與空氣微熱再生干燥機的再生氣入口管道相連接，上述各管道上均裝有閥門；

（2）打開再生污氮氣體出口管道上的閥門，使溫度為50～60℃，壓力為0.11～0.15MPa，常壓露點為10℃的再生污氮氣體進入水冷卻器冷卻，將氣體溫度降至30～35℃；

（3）打開水冷卻器與冷凍式干燥機之間的閥門，使溫度為30～35℃，壓力為0.11～0.15MPa，常壓露點為10℃的再生污氮氣體進入冷凍式干燥機進行冷凍干燥，得到溫度為15～20℃，壓力為0.11～0.15MPa，常壓露點為-20℃的干燥氮氣；

（4）將上步的干燥氮氣引入氮氣緩沖罐中，使氣體壓力穩定在0.11～0.15MPa，然后打開氮氣緩沖罐與空氣微熱再生干燥機之間的閥門，使干燥氮氣進入微熱再生干燥機的再生氣管道，并打開微熱再生干燥機的電加熱器，使吸水飽和的氧化鋁分子篩在干燥氮氣的吹掃和160℃高溫下再生干燥，干燥分子篩產生的二次再生污氮氣體通過放空閥放空即可。

本發明的氮氣純化過程中再生污氮氣體的回收利用方法所用的裝置，包括氮氣純化裝置和空氣微熱再生干燥機，在氮氣純化裝置和空氣微熱再生干燥機之間通過管道依次布置有水冷卻器、冷凍式干燥機和氮氣緩沖罐，其中氮氣純化裝置的再生污氮氣體出口管道與水冷卻器的氣體入口管道相連接，氮氣緩沖罐的氣體出口管道與空氣微熱再生干燥機的再生氣入口管道相連接，上述各管道上均裝有閥門。

所述的閥門均是采用手動球閥，當然采用其他類型的閥門也是可行的。