[实用新型]一种通过低温精馏分离空气的设备

说明书

本实用新型涉及一种通过低温精馏分离空气的设备，更具体地，涉及一种直接生产液氮产品的空气分离设备。本实用新型投入了更少的转动设备，节省了成本，减少了机械损失和电力消耗；运用膨胀装置与增压装置耦合的方法，将压缩气体膨胀对外作功的内能转化为机械能，有效地提高了整个设备的效率；与现有技术相比，省略了氮气液化装置，从而使得工厂的场地布置得以优化；运行可靠，相对于现有技术操作和维护都更为简单。

技术领域

本实用新型涉及一种通过低温精馏分离空气的设备，更具体地，涉及一种直接生产液氮产品的空气分离设备。

背景技术

在空气分离设备中，液氮通常作为氧气产品的副产品产生。在玻璃制造，化学转换，电子和食品制备等领域，氮气具有相当大的市场需求，但通常是对气体氮气的需求，液化成液体氮气主要是为了运输和储存方便。

制氮机通过低温精馏产生大量的氮气产品，但不产生有一定规模的液体氮气产品。当对液氮有很大需求，又同时不需要氧气产品时，通常采用制氮机与氮气液化装置耦合的办法来满足用户要求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供了一种直接生产液氮产品的空气分离设备。液氮作为唯一产品，该空气分离设备既节省了成本又减少了电力消耗。

上述目的主要通过以下方式来实现：

一种通过低温精馏分离空气的设备，包括：

主空气压缩机，预冷系统和纯化系统，以及将原料空气依次通过以上系统得到待冷却进料空气的原料空气管线；

接受所述待冷却进料空气并将之冷却至进料空气的主热交换器；

连接于所述主热交换器的精馏塔，用以接受所述进料空气，从而产生塔顶的富氮馏出物以及塔底的富氧液体；

连接于精馏塔的冷凝装置，用以将所述富氮馏出物和冷凝装置中的富氧液体进行换热，使富氮馏出物的一部分冷凝，并至少将所得冷凝液的一部分引入至所述的精馏塔中作为回流，所得冷凝液的另一部分作为液氮产品抽出，同时使冷凝装置中的富氧液体部分气化得到污氧；

将污氧从所述冷凝装置送入主热交换器，经部分升温后，送入第一膨胀装置膨胀作功，并送回所述主热交换器进一步升温后放空的管线；

其中，待冷却进料空气在纯化系统后被分成至少两部分，第一部分经第一管线进入主热交换器与污氧间接地进行热交换，进入精馏塔进行精馏；

第二部分经第二管线依次通过第一增压装置、第二增压装置后进入主热交换器，与污氧间接地进行热交换，部分冷却后进入第二膨胀装置膨胀作功，之后进入精馏塔进行精馏。

优选地，所述第一膨胀装置与所述第一增压装置机械耦合。

优选地，所述第二膨胀装置与所述第二增压装置机械耦合。

优选地，所述冷凝装置与精馏塔之间设置有膨胀阀，用以将所述塔底的富氧液体进行阀膨胀再送入冷凝装置。

优选地，第一管线中的待冷却进料空气量与所述液氮产品的产量成正比。

本实用新型相对于现有技术所具有的有益效果如下：

1.本实用新型投入了更少的转动设备，节省了成本，减少了机械损失和电力消耗。

2.本实用新型运用膨胀装置与增压装置耦合的方法，将压缩气体膨胀对外作功的内能转化为机械能，有效地提高了整个设备的效率。

3.本实用新型与现有技术相比，省略了氮气液化装置，从而使得工厂的场地布置得以优化。

4.本实用新型运行可靠，相对于现有技术操作和维护都更为简单。

附图说明