[發明專利]一種工業氧、氮氣生產工藝及其生產線

有效

• 申請號: 201810347695.9
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108692524B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 毛玲玲;柴曉明;徐慶松;李春勝;唐波;周建;王彥;朱洪麗;姚德才;姜麗貞;蔣忠智;宋哲華
• 申請（專利權）人: 衢州杭氧氣體有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 衢州維創維邦專利代理事務所(普通合伙) 33282
• 代理人: 慈程麟

1.一種工業氧、氮氣生產工藝的生產線，其特征在于，包括如下步驟：1)、原料空氣經自潔式空氣過濾器，除去灰塵及其它機械雜質，再通過原料空氣透平壓縮機壓縮至壓力為0.59MPa(A)、溫度為100℃；2)、壓縮后的高壓空氣進入空氣冷卻塔內預冷，冷卻水分段進入空氣冷卻塔內，下段為循環冷卻水，溫度在30-35攝氏度左右，上段為經水冷塔冷卻后的低溫水，溫度在8-15攝氏度左右，空氣自下而上穿過空氣冷卻塔，進行冷卻和清洗，空氣經空氣冷卻塔冷卻后，溫度降至18℃；3)、經冷卻后的潔凈空氣進入切換使用的分子篩吸附器，進行二氧化碳、碳氫化合物及殘留的水蒸氣吸附清除；4)、純化后的空氣分成三路，一路去增壓透平膨脹機增壓端增壓后進入分餾塔冷箱；一路進入儀表控制系統，作為儀表氣；一路直接進入分餾塔冷箱，空氣在主換熱器中與返流氣體換熱達到空氣液化溫度-175℃進入分餾塔冷箱下塔，24580Nm3/h的增壓空氣在主換熱器內被返流冷氣體冷卻至-114℃時抽出進入透平膨脹機膨脹制冷，最后送入分餾塔冷箱上塔22960Nm3/h；5)、在分餾塔冷箱下塔中，空氣被初步分離成氮氣和富氧液空，頂部氮氣在主冷凝蒸發器中液化，同時主冷凝蒸發器的低壓側液氧被氣化，部分液氮作為分餾塔冷箱下塔回流液，另一部分液氮從分餾塔冷箱下塔頂部引出，經過冷器被純氮氣和污氮氣過冷后經節流送入分餾塔冷箱上塔輔塔頂部作為回流液，分餾塔冷箱下塔底部抽出的液空在過冷器中過冷后經節流送入分餾塔冷箱上塔中部作回流液；6)、產品氧氣從分餾塔冷箱上塔底部引出，經膨脹空氣換熱器、主換熱器復熱后出分餾塔冷箱，經氧氣透平壓縮機壓縮送往用戶管網，污氮氣從分餾塔冷箱上塔上部引出，經過冷器及主換熱器復熱后出分餾塔冷箱，一部分作為分子篩吸附器的再生氣體，其余部分去水冷塔，純氮氣從分餾塔冷箱上塔頂部引出，在過冷器及主換熱器中復熱后出分餾塔冷箱，經計量后分兩路：抽出流量為30000Nm3/h送入水冷塔，其余作為氮氣產品，產品液氧、液氮分別經閥門送入各自的貯槽，在步驟(3)中，分子篩吸附器為兩只切換使用，其中一只工作時，另一只再生，分子篩吸附器的切換周期為8小時，定時自動切換，還包括依次連接的自潔式空氣過濾器、透平壓縮機、空氣冷卻塔、分子篩吸附器、主換熱器和分餾塔冷箱，所述分餾塔冷箱包括分餾塔冷箱上塔、分餾塔冷箱下塔和分餾塔冷箱上塔輔塔，所述分餾塔冷箱上塔分別連接有過冷器和膨脹空氣換熱器，所述過冷器和膨脹空氣換熱器均與主換熱器連接，所述主換熱器上分別連接有氧氣透平壓縮機、貯槽和水冷塔，所述氧氣透平壓縮機的輸出端連接有用于通往用戶的用戶管網，所述空氣冷卻塔通過低溫水進管與水冷塔連接，所述分餾塔冷箱下塔上連接有主冷凝蒸發器，所述主冷凝蒸發器通過過冷器與分餾塔冷箱上塔輔塔連接，所述分餾塔冷箱上塔的一側設置有用于通入增壓空氣膨脹后至分餾塔冷箱上塔中的透平膨脹機，所述分子篩吸附器通過透平膨脹機與分餾塔冷箱下塔連接，所述透平壓縮機包括轉軸、固定設置在轉軸一端的葉輪和外殼，所述轉軸和葉輪設置在外殼內部，所述外殼上設置有進氣口和出氣口，所述進氣口和葉輪同軸設置，所述外殼的內壁上靠近葉輪處固定設置有一對導流板，所述導流板和進氣口設置在外殼的同一側面上，一對導流板在所述轉軸上下兩側對稱設置，所述導流板設置為與所述外殼的內壁呈三十度夾角，所述導流板上有朝向轉軸設置的菱形凸起；所述外殼內部設置有流道和用于將外殼中容納葉輪的空間和流道連通的呈環狀空間的擴壓器，所述流道圍繞葉輪設置且與出氣口連通。