[发明专利]一种空气分离装置中的污氮气用脱氧装置及脱氧净化工艺

说明书

本发明涉及一种空气分离装置中的污氮气用脱氧装置及脱氧净化工艺；包括与空气分离装置相连的污氮气压缩机，污氮气压缩机通过预脱氧单元以及氮气脱水分离单元与氮气储罐相连；污氮气压缩机和预脱氧单元之间设有第一三通，第一三通通过第一氢气补充管道与氢气供给装置相连；具有投资占地小，建设工期短，氮气产量大，产品纯度高，不仅能够有效提高氮气的利用率满足园区因发展带来的空分装置氮气产品紧缺的缺陷，且能够满足氧含量不大于3％的污氮气的净化处理，且适用于大规模推广应用的优点。

技术领域

本发明涉及污氮气净化技术领域，具体为一种空气分离装置中的污氮气用脱氧装置及脱氧净化工艺。

背景技术

空分装置被广泛用在传统的冶金、煤化工、石油化工、氮肥工业、专业气体公司等领域，空分装置的产品有氧气、氮气、氩气等，其中氮气产品常常被用作合成原料、吹扫氮气、置换氮气、保护氮气等，是一种典型的公用工程气体。一个园区成型的空分装置所产生的氮气产品往往是恒定的，而随着园区的发展，其他装置对氮气产品的需求会越来越多，导致空分装置氮气产品的不足。氮气产品的生产方法有多种，如：深冷空分装置、PSA制氮机、膜制氮等。其中空分装置在大型化方面具备优势，还可以获得氧气、氩气等，但是投资、工期、占地面积都比较大，不适合单独需要新增氮气产品的情况；PSA制氮机投资相对较省、占地面积小，但是规模较小，如单台套制氮机产氮气量往往小于3000Nm³/h；膜制氮应用较少，受制膜分离组件的质量，氮气纯度也不能保证。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种依托已有的空分装置，通过对污氮气的氢气配气以实现对污氮气中氧气的有效去除，具有投资占地小，建设工期短，氮气产量大，产品纯度高，可以有效解决园区发展带来的空分装置氮气产品紧缺的空气分离装置中的污氮气用脱氧装置及脱氧净化工艺。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种空气分离装置中的污氮气用脱氧装置，包括与空气分离装置相连的污氮气压缩机，所述污氮气压缩机通过预脱氧单元以及氮气脱水分离单元与氮气储罐相连；污氮气压缩机和预脱氧单元之间设有第一三通，第一三通通过第一氢气补充管道与氢气供给装置相连。

优选的，所述的预脱氧单元包括带近路阀门的近路管道以及与近路管道串联的燃烧除氧器。

优选的，所述的预脱氧单元还包括设置在第一三通和燃烧除氧器之间，且与近路管道并联的蒸汽加热器。

优选的，所述的预脱氧单元和氮气脱水分离单元之间设有带第十一阀门的连接管道，连接管道的两端分别设有第二三通和第三三通，第二三通的第三端和第三三通的第三端之间设有串并连式深度脱氧单元。

优选的，所述的串并连式深度脱氧单元包括与第二三通的第三端相连的预反应器冷却器，预反应器冷却器的出口端通过并联的第一燃烧除氧器和第二燃烧除氧器与第三三通的第三端相连。

优选的，所述的加热预脱氧单元和第二三通之间通过第二氢气补充管道与氢气供给装置相连。

优选的，所述的第一燃烧除氧器的出口端设有第四三通，第二燃烧除氧器的进口端设有第五三通，第四三通的第三端通过第一阀门、串联冷却器、第六三通和第二阀门与第五三通的第三端相连；第六三通的第三端通过第三氢气补充管道与氢气供给装置相连。

优选的，所述的预反应器冷却器的出口端和第一燃烧除氧器与第二燃烧除氧器之间分别对应设置有第三阀门和第四阀门；第一燃烧除氧器和第二燃烧除氧器与第三三通的第三端之间分别对应设置有第五阀门和第六阀门；所述的第一氢气补充管道、第二氢气补充管道和第三氢气补充管道上分别设有第七阀门、第八阀门和第九阀门。

优选的，所述氮气脱水分离单元包括反应器冷凝器，反应器冷凝器与水分离的进口相连，水分离器的气相出口通过干燥装置与氮气储罐相连；所述水分离器的液相出口通过第十阀门与水储罐相连。