[發明專利]一種從特大型空分設備中提取氪和氙的方法和裝置

在審

• 申請號: 201810249809.6
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108362074A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 江蓉;黃震宇;賴勇杰;溫光林
• 申請（專利權）人: 四川空分設備（集團）有限責任公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 熊仁超

本發明公開了一種從特大型空分設備中提取氪和氙的方法和裝置，該方法和裝置，針對特大型空分設備采用上塔落地的布置結構，主冷凝蒸發器置于下塔之上的特點，在上塔底部設置液氧集液空間，并且在主冷凝蒸發器頂部設置貧氪氙洗滌塔。從上塔底部取出的液氧，經過液氧提升泵加壓后進入貧氪氙洗滌塔進行精餾，然后進入主冷凝蒸發器進行蒸發濃縮，最后進入貧氪氙洗滌塔進行一級或兩級精餾后，得到含氪和氙的液體。貧氪氙濃縮塔的熱源可采用下塔氮氣、或者下塔正流空氣本方法和裝置適用于8萬Nm3/h~12萬Nm3/h等級特大型空分設備，具有安全性好、可靠性高、氪氙提取率高、氧產品提取率穩定等特點。

技術領域

本發明涉及空氣分離技術領域，特別是涉及一種從特大型空分設備中提取氪和氙的方法和裝置。

背景技術

氪、氙作為稀有氣體，在照明、空間衛星及醫療行業等領域有著廣泛的應用。空氣中的氪的含量為1.14ppm，氙的含量為0.086ppm，氪、氙主要從空分設備的副產品中提取。隨著空分設備朝著8萬Nm3/h~12萬Nm3/h等級特大型化發展，從特大型空分設備中提取稀有氣體蘊藏著巨大的經濟價值。

目前，國內的氪氙提取設備多集中在6萬Nm3/h等級以下空分設備。對于6萬Nm3/h等級以下空分設備，傳統的氪氙的提取一般有2種方式：一種是以生產氣氧產品為主的外壓縮流程空分設備，以液氧為原料進行氪、氙預濃縮；另一種是液氧泵內壓縮流程的空分設備，由于大量液氧從冷凝蒸發器抽出，不可能從液氧中提取氪氙濃縮物，以富氧液空為原料進行氪、氙預濃縮。

而對于8萬Nm3/h~12萬Nm3/h等級特大型空分設備，一般為液氧泵內壓縮流程，由于設備的大型化，其工藝流程組織及設備布置方式與6萬Nm3/h等級以下空分設備相比有較大的區別：在常規液氧內壓縮工藝流程的基礎上，采用適用于特大型空分設備的方案——上塔落地、與下塔平行布置，主冷凝蒸發器置于下塔之上，增設液氧提升泵，高壓液氧產品從上塔底部抽取。根據特大型空分設備特點，原有的氪氙提取方式已不再適用。因此，需要提出適用于8萬Nm3/h~12萬Nm3/h等級特大型空分設備的氪和氙提取系統。

發明內容

本發明的目的在于：克服現有技術中存在的上述問題，提出一種從特大型空分設備中提取氪和氙的方法和裝置，使貧氪氙洗滌塔設置在主冷凝蒸發器上部，以上塔底部液氧為原料，使得進貧氪氙洗滌塔液氧量穩定，主冷凝蒸發器負荷穩定，氪氙提取率較高。

本發明的目的通過下述技術方案來實現：

一種從特大型空分設備中提取氪和氙的裝置，包括：下塔、上塔、主冷凝蒸發器、液氧提升泵、貧氪氙洗滌塔、貧氪氙濃縮塔和貧氪氙蒸發器，所述下塔底部與原料空氣進管相連接，所述原料空氣進管具有分支與貧氪氙蒸發器的進口相連接，所述下塔上部設置有貧氪氙洗滌塔，所述貧氪氙洗滌塔內設置有主冷凝蒸發器，所述主冷凝蒸發器和下塔通過管道連通，所述貧氪氙洗滌塔頂部和貧氪氙濃縮塔頂部通過管道匯集后與上塔底部相連通，所述貧氪氙洗滌塔頂部通過管道分別與貧氪氙濃縮塔頂部和上塔底部連通，所述上塔底部通過高壓液氧泵與貧氪氙洗滌塔頂部連通，所述貧氪氙蒸發器出口和下塔底部通過富氧液管匯集后與上塔連通，所述主冷凝蒸發器上具有不凝氣出管，所述貧氪氙蒸發器底部具有貧氪氙出管。

本發明的一種從特大型空分設備中提取氪和氙的裝置，所述高壓液氧泵上還具有液氧產品出管，所述液氧產品出管與過冷器相連接。

本發明的一種從特大型空分設備中提取氪和氙的裝置，所述上塔底部具有高壓液氧泵，所述高壓液氧泵上連接有高壓液氧出管，所述高壓液氧出管與換熱器連接。

本發明的一種從特大型空分設備中提取氪和氙的裝置，所述上塔外側具有氬提純系統，所述氬提純系統包括：粗氬塔和粗氬冷凝器，所述上塔通過管道粗氬塔進行雙向互通，所述粗氬冷凝器頂部和底部均通過管道與上塔連通,所述過冷器通過管道與粗氬冷凝器相連接，所述粗氬冷凝器上具有粗氬出管。