[发明专利]富氧后增压返流膨胀制氮机

说明书

本发明公开了一种富氧后增压返流膨胀制氮机，包含自洁式空气过滤器;原料空气经自洁式空气过滤器去掉杂质后由空气压缩机压缩，再经预冷机预冷后，进入纯化器；在纯化器中吸附后进入分馏塔;接着空气在分馏塔中经主换热器与返流之富氧气及氮气进行换热而冷却到饱和温度后进入精馏塔,在精馏塔的顶部得到高纯度氮气；这股高纯度氮气的一部份作为产品送至用户；另一部份经冷凝蒸发器冷凝液化,所得液氮的一部份作回流液；富氧液空在冷凝蒸发器内蒸发并经主换热器复热,然后在增压透平膨胀机膨胀；膨胀后的富氧气经主换热器复热至常温后出分馏塔，其中一部分经电加热器加热作为纯化器的再生气；本发明能耗低，节能效果明显。

技术领域

本发明涉及一种高纯氮装置的改进，特指一种能耗低的富氧后增压返流膨胀制氮机。

背景技术

氮气的化学性质不活泼，在平常的状态下有很大的惰性，不容易与其它物质发生化学反应。因此，氮气在玻璃、炼油、冶金、电子、化学工业中广泛地用来作为保护气，其应用前景非常广阔。

中国专利201010257166.3公开了一种高纯氮设备，包含预处理系统、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。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。但该技术方案中再生气进纯化系统的温度为17℃左右，再经电加热器加热至200℃后进入吸附筒对分子筛进行再生，该方案的能耗较高。

为此，我们研发了一种能耗低的富氧后增压返流膨胀制氮机。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种能耗低的富氧后增压返流膨胀制氮机。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：富氧后增压返流膨胀制氮机，包含自洁式空气过滤器;原料空气经自洁式空气过滤器去掉杂质后由空气压缩机压缩至所需的压力，经预冷机预冷后，进入纯化器；在纯化器中吸附掉原料空气中的水分、二氧化碳、碳氢化合物后进入分馏塔;接着空气在分馏塔中经主换热器与返流之富氧气及氮气进行换热而冷却到饱和温度后进入精馏塔进行精馏,在精馏塔的顶部得到高纯度氮气；这股高纯度氮气一部份作为产品氮气,经主换热器复热后出分馏塔,送至用户；另一部份经冷凝蒸发器冷凝液化,所得液氮的一部份作为产品输出,另一部份重新入塔作回流液；冷凝蒸发器的冷源是靠从精馏塔的塔底抽取一部份富氧液空经过冷器冷却,节流后在冷凝蒸发器中蒸发来提供；富氧液空在冷凝蒸发器内蒸发并经主换热器复热,然后在增压透平膨胀机膨胀到接近大气压, 产生装置所需的冷量；膨胀后的富氧气经主换热器复热至常温后出分馏塔分为两部分，一部分进入膨胀机的增压端升温后，再经电加热器加热作为纯化器的再生气；另一部分当纯化器处于加热阶段时进入消音器放空；当纯化器处于冷吹阶段时做为纯化器的冷吹气。

优选的，所述增压透平膨胀机为气体轴承增压透平膨胀机。

优选的，所述的预冷机还设置有自动排水器。

优选的，所述的纯化器设置有气流均匀分布装置。

优选的，所述的电加热管采用不锈钢直棒式。

优选的，所述纯化器的出口设置有粉尘过滤器。

优选的，所述纯化器的再生加热气量与电加热管设有联锁装置,气量低于设定值自动断路保护,高于设定自动恢复。

优选的，所述电加热管的功率分二组控制，当电加热管的出口温度低于或高于设定参数，自动停止或启动。