[发明专利]粗氪氙的提取装置及利用该装置提取粗氪氙的工艺

说明书

技术领域

    本发明涉及空气分离领域，具体涉及一种粗氪氙的提取装置及利用该装置提取粗氪氙的工艺。

背景技术

氪气和氙气是国民经济中重要的工业气体。目前在我国乃至世界对氪气和氙气的需求量继续保持高增长，主要原因是其应用领域越来越广，他们不仅应用在传统的照明工业，特别是近年来在建筑门窗、平板电视、电子芯片、空间、卫星及医疗行业上的应用正在崛起。

工业制取氪氙有以下几个途径：从空气分离装置的副产品中提取；从合成氨排放气中提取；从核反应堆的裂变气中提取。我国目前主要是从空气分离装置的副产品中提取氪气和氙气。常压下，氪的沸点为-153.2℃，氙的沸点为-109.1℃，均高于氧的沸点为-182.97℃，因而在空气分离装置中，氪氙首先富集在下塔的富氧液空中，进而富集在上塔的液氧中，由于氪氙在大气组分中含量很小，氪：1.14×10-6，氙：0.086×10-6。在空分装置中，随着空分装置的大型化，提取氪氙的原料液氧也在几何数增长。因此从富氧液空或液氧中回收氪氙蕴藏着巨大的经济前景。

根据大气组分物性特点及空分工艺的组织特点，提取氪氙要么从下塔的富氧液空中，要么从上塔的液氧中提取。液氧内压缩空分设备装置氧产品是通过主冷液氧经泵压缩得到，由于氪氙主要存在于液氧中，这样会有大量的氪氙被氧产品带走，造成内压缩流程氪氙提取率的下降及粗氪氙提取工艺组织的难度。

传统的提取方法存在一定的缺陷：粗氪氙的制取必须在装置制取氩的同时进行，若制氩塔不投运则无法进行粗氪氙的制取；同时对粗氪氙塔的来料：气、液量运行控制要求高；粗氪氙产品的提取率不高。另外，粗氪氙塔的来料受到限制，只能从上塔底及主冷抽取氪氙含量较少的少量的液氧，减少了氪氙的提取；作为粗氪氙塔热源的空气液化，不能参加空气在下塔的一次精馏，而需直接进入上塔进行精馏，削弱了上塔的精馏潜力，使氧氮氩的提取率减少。

为提高内压缩流程粗氪氙的提取率，粗氪氙塔投运的灵活性，提供一种粗氪氙的提取装置及利用该装置提取粗氪氙的工艺，具有广阔的市场前景。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种结构合理简单，操作方便快捷，提取灵活方便的粗氪氙的提取装置及利用该装置提取粗氪氙的工艺。

本发明的技术方案是这样实现：一种粗氪氙的提取装置，包括原料空气Air、保冷箱、设置在保冷箱外部的空气过滤器AF、空气压缩机TC1、预冷系统UF、纯化系统HXK、增压机BZ、水冷却器WE、膨胀机增压端B，设置在保冷箱内部的主换热器E1、膨胀机膨胀端ET、液氧泵OP、过冷器E3、下塔C1、上塔C2、主冷凝蒸发器K、粗氩塔C3、粗氩塔冷凝器K3、粗氪氙塔C6、粗氪氙塔蒸发器K6，所述的空气过滤器AF与空气压缩机TC1相连通，空气压缩机TC1与预冷系统UF相连通，预冷系统UF与纯化系统HXK相连通，纯化系统HXK通过第一管道过主换热器E1与下塔C1相连通，纯化系统HXK与增压机BZ相连通，增压机BZ通过第二管道过主换热器E1与下塔C1相连通，增压机BZ通过第三管道过膨胀机增压端B、水冷却器WE、主换热器E1、膨胀机膨胀端ET与下塔C1相连通，上塔C2通过第四管道过过冷器E3、主换热器E1与外界氮气回收装置相连接，上塔C2通过第五管道过过冷器E3、主换热器E1与外界污氮气回收装置相连接，上塔C2通过第六管道过主换热器E1与外界氧气回收装置相连接，下塔C1通过贫液空管道LA过过冷器E3与上塔C2相连通，下塔C1通过富氧液空管道LK过过冷器E3并通过第一富氧液空管道LK1与上塔C2相连通，主冷凝蒸发器K与液氮管道LN相连接，液氮管道LN分别与第一液氮管道LN1和第二液氮管道LN2相连接，第一液氮管道LN1与下塔C1相连接，第二液氮管道LN2过过冷器E3与上塔C2相连通，上塔C2通过液氧管道与液氧泵OP相连接，液氧泵OP与第六管道相连接，上塔C2通过第一液氧管道1与粗氪氙塔C6相连接，主冷凝蒸发器K通过第二液氧管道与粗氪氙塔C6相连接，粗氪氙塔C6与粗氪氙产品回收装置相连接，下塔C1顶部通过第一氮气管道与粗氪氙塔蒸发器K6相连接，主冷凝蒸发器K一侧设置有辅助冷凝蒸发器K2， 辅助冷凝蒸发器K2的底部与主冷凝蒸发器K底部相连通，辅助冷凝蒸发器K2的顶部与主冷凝蒸发器K顶部相连通，液氮管道LN通过第七管道与辅助冷凝蒸发器K2相连接，在第七管道上设置有阀门V20。

所述的阀门V20为电磁阀门或者手动阀门。

一种利用上述粗氪氙的提取装置提取粗氪氙的工艺，其提取工艺如下：