[发明专利]高纯氮设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯氮设备，尤其涉及一种采用低温精馏的方法生产高纯氮的设备。

背景技术

氮气是一种的应用领域广泛的工业气体。其主要应用在电子封装/化学加工/照明/热处理/食品封装/食品冷冻/金属制造/玻璃生产/石油精炼/橡胶粉碎/生物制药等场合。

目前的高纯氮设备主要采用低温精馏的方法生产高纯氮。精馏作为一种传统的分离提纯手段已有上百年的历史，它被广泛应用于冶金、化工、玻璃、电子等各个行业领域。高纯氮设备的原料是空气，生产方法主要是低温精馏，生产过程中主要消耗的是电能。

当今世界科技与经济快速发展，各行各业对氮的需求急增，用量越来越大，促使空分设备越造越大，工艺流程越来越多。高纯氮设备的应用也越来越广，产品氮压力、纯度要求各有不同。而带液空过冷器的高纯氮设备通常只采用膨胀后富氧气来过冷液空，能耗较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能环保，能耗低的高纯氮设备。

本发明的目的通过提供以下技术方案来实现：

一种高纯氮设备，包括：通过管路互相连接的预处理系统，纯化系统和分馏塔，所述分馏塔包括透平膨胀机，用于热交换的主换热器和过冷器，以及精馏塔和冷凝蒸发器，所述精馏塔包括上塔和下塔，所述纯化系统的出口经管路连接到下塔的空气入口，该管路经过主换热器；所述下塔还设有用于供精馏产生的富氧液空流出的富氧液空出口，所述富氧液空出口经管路连接到所述纯化系统，该管路经过主换热器；所述上塔设有氮气出口，该出口连接的管路经过主换热器。

进一步的，所述预处理系统包括依次连接的过滤器、空气压缩机和冷干机。

进一步的，所述冷干机配置有三级除油过滤器。

进一步的，所述纯化系统包括分子筛吸附器和电加热器。

进一步的，所述分子筛加热器为立式单层床结构。

进一步的，所述主换热器包括主换热器上部和主换热器下部。

进一步的，所述富氧液空出口连接的管路依次经过过冷器、冷凝蒸发器、过冷器、主换热器下部、透平膨胀机、过冷器、主换热器下部、主换热器上部，最后连接到纯化系统。

进一步的，所述富氧液空出口连接的管路连接到纯化系统的电加热器。

本发明通过将富氧的管路、原料空气的管路、氮气的管路同时连接至主换热器，使得富氧和氮气的冷量得到充分利用，节能环保；同时将富氧送入膨胀机进行制冷，结构合理、节约物料，流程配置简单。本发明的高纯氮设备具有高可靠性、低能耗。氮提取率≥51％；单位制氮能耗≤0.35kW.h/Nm3N2。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明的具体实施例的结构示意图。

1    空气过滤器          15    分馏塔

3    空气压缩机          17    透平膨胀机

5    冷干机              19    主换热器上部

7    纯化系统            21    主换热器下部

9    分子筛吸附器        23    过冷器

11   电加热器            25    精馏塔

13   消音器              27    冷凝蒸发器

具体实施方式

本发明的原理是利用空气中氧氮沸点的不同，采用低温精馏的方法生产高纯度氮气。

以下参照附图说明本发明的具体实施例。

如图1，本发明的高纯氮设备主要包括通过管路相互连接的预处理系统，纯化系统7和分馏塔15。

所述的预处理系统包括通过管路互相连接的过滤器1、空气压缩机3，和冷干机5。所述的冷干机5配置了高效的三级除油过滤器，保证其空气出口含油量小于0.003PPm，降低了纯化系统7的负荷，保证了纯化系统7的安全高效运行。冷干机5的应用还使得进入纯化系统的空气常压露点小于-20℃，减少了纯化系统吸附剂分子筛的用量，在降低冷干机5功耗的同时降低了吸附剂再生的能耗，有利于节能。