[实用新型]氮气自增压空分装置

权利要求书

1.一种氮气自增压空分装置，包括将外部空气进行压缩的空气压缩机(1)、预冷装置（8）、对预冷后空气进行净化的分子筛纯化装置(2)、对经过净化的空气进行膨胀制冷的增压透平膨胀装置(3)、将经过增压透平膨胀装置(3)的空气分离成氧和氮的精馏塔(5)以及供空分装置中的气体进行热交换的换热器(4)和过冷器（7）；所述精馏塔(5)包括上塔(51)和下塔(52)，所述上塔(51)底部设有主冷凝蒸发器(53)，其特征在于：所述空分装置还包括将经过分子筛纯化装置(2)净化的空气以及由主冷凝蒸发器(53)冷凝下来的液氮分别冷凝、蒸发成液空及氮气的液氮蒸发器(6)，所述液氮蒸发器(6)低于主冷凝蒸发器(53)设置，液氮蒸发器(6)的液空输出端与下塔(52)连通。

2.根据权利要求1所述的氮气自增压空分装置，其特征在于：经分子筛纯化装置(2)净化后的加工空气分成两股：一股空气进入换热器（4），经返流气体冷却后出换热器（4），其中，一部分空气进入液氮蒸发器（6）气化液氮，另一部分空气直接进入下塔（52）；另一股相当于膨胀量的空气则进入增压机（31），再经过增压空气冷却器（10）冷却后进入换热器（4），从中部抽出进入膨胀机（32），膨胀后的大部分空气被送入上塔（51）；空气经下塔（52）初步精馏后，获得液空和纯液氮，并经过过冷器（7）后节流进入上塔（51）相应部位；经上塔（51）进一步精馏后，在主冷凝蒸发器（53）底部得到液氧产品。

3.根据权利要求1所述的氮气自增压空分装置，其特征在于：所述下塔(52)底部设有将液空送入上塔(51)的连通管道(55)，所述连通管道 (55)上设有节流阀(54)；所述精馏塔(5)还设有与主冷凝蒸发器(53) 以及下塔(52)顶部的液氮出口连通的液氮输出管(56)、与主冷凝蒸发器(53)以及下塔(52)顶部的气氮出口连通的气氮输出管(57)、与上塔(51)底部连通的液氧输出管(58)以及与上塔(51)顶部连通的污氮输出管(59)；所述液氮输出管(56)与液氮蒸发器（6）连通；所述气氮输出管(57)经过换热器(4)后与空分装置外部连通；所述污氮输出管(59)经过换热器(4)换热后与分子筛纯化装置(2)连通。

4.根据权利要求3所述的氮气自增压空分装置，其特征在于：所述液氮蒸发器(6)设有上下布置并连通的氮气出口(61)和液氮进口(62)、以及上下布置并另外连通的空气进口(63)和液空出口(64)，所述液氮进口(62)与液氮输出管(56)连接，所述分子筛纯化装置(2)的空气输出端经过换热器(4)并与空气进口(63)连通，所述液空出口(64)与下塔(52)连通，所述氮气出口(61)经过换热器(4)后输出空分装置外。

5.根据权利要求3所述的氮气自增压空分装置，其特征在于：所述连通管道(55)、污氮输出管(59)和液氮输出管(56)分别经过过冷器(7)。

6.根据权利要求1所述的氮气自增压空分装置，其特征在于：所述预冷装置 (8)设于空气压缩机(1)和分子筛纯化装置(2)之间。

7.根据权利要求1所述的氮气自增压空分装置，其特征在于：所述分子筛纯化装置(2)包括分子筛吸附器(21)和电加热器(22)。