本實用新型涉及一種節(jié)能合成氨空分及儀表氣系統(tǒng)，屬于化工工藝領域。
背景技術：
目前，合成氨過程中使用到的氧氣、氮肥廠使用的氮氣由空分裝置提供，空分裝置的主要設備有：離心式空氣壓縮機(包括空氣壓縮主機和增壓機)、純化系統(tǒng)、冷箱、主換熱器、冷卻系統(tǒng)。
空分裝置的工藝過程：原料空氣自過濾器底部吸入，經(jīng)空氣過濾器除去灰塵及其它機械雜質?？諝饨?jīng)過濾后在離心式空壓機中壓縮至0.52MPa左右，然后進入冷卻系統(tǒng)，溫度降至8-10℃，再進入純化系統(tǒng)，空氣中的二氧化碳，碳氫化合物及殘留的水蒸氣被吸附分離，空氣得到凈化。
空氣經(jīng)凈化后分為兩路：一部分空氣(約19500Nm3/h)直接進入冷箱進行精餾。而另一路空氣(約10000Nm3/h)進入離心式空氣壓縮機的空氣增壓機增壓后，再進入膨脹機的增壓端進一步增壓，經(jīng)膨脹機降壓膨脹，空氣溫度降到-170.7℃，最后進入冷箱進行精餾?？諝庠诶湎渲芯s分離成氧氣和氮氣。氧氣用于合成氨系統(tǒng)，所述空分冷箱出來的氮氣也分成兩個支路，其中一支路到低壓氮氣壓縮機，經(jīng)壓縮到0.4Mpa后輸送到氨壓機作為氨壓機密封氣及置換氣或者是輸送到其它公共用氣處，另一支路到中壓氮氣壓縮機，壓縮到1.6Mpa，所述中壓氮氣壓縮機的出口與氮氣貯罐相連，所述氮氣貯罐通過管道連接脫碳系統(tǒng)。
空分裝置滿負荷生產(chǎn)時，從冷箱出來的氮氣量遠遠大于低壓和中壓氮氣使用的需要量，多余的氮氣通過冷箱出口的放空管線進行放空。
氮肥廠儀表調節(jié)閥和尿素裝置工藝過程中也將使用到壓縮空氣,儀表空氣壓力要求在0.55-0.6MPa。目前是靠空氣壓縮機提供，空氣壓縮機壓力波動大，對儀表調節(jié)閥的操作控制帶來極大隱患，嚴重威脅裝置的安全運行。且空分裝置和儀表空氣兩種系統(tǒng)分開，能耗高。
為此，申請人之前對該系統(tǒng)進行了改進，讓增壓機的排氣管分為兩支管，一支經(jīng)膨脹機到空分冷箱，另一支經(jīng)過第一壓力調節(jié)閥到緩沖器，經(jīng)過改進后，可以不使用儀表空氣壓縮機，每年能節(jié)約電費110萬左右，取得了一定的效果。但是經(jīng)過這樣改進后，必然導致生產(chǎn)的氧氣的量降低，當需要擴大液氨生產(chǎn)量時，空分裝置生產(chǎn)的氧氣的量就不足。因此，找到更合理的解決方案成為了目前本領域急需要解決的問題。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種節(jié)能合成氨空分及儀表氣系統(tǒng)，既能起到節(jié)能降耗的效果，滿足合成氨儀表氣的使用需求，又不影響生產(chǎn)液氨的氧氣的供應。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案如下：一種節(jié)能合成氨空分及儀表氣系統(tǒng)，包括過濾器、離心式空氣壓縮機、冷卻系統(tǒng)、純化系統(tǒng)和空分冷箱，所述過濾器的出口與離心式空氣壓縮機的進氣口相連，所述離心式空氣壓縮機的壓縮氣出口與冷卻系統(tǒng)相連，所述冷卻系統(tǒng)與純化系統(tǒng)相連，所述純化系統(tǒng)的出口分別與空分冷箱和離心式空氣壓縮機的增壓機進氣管相連，所述增壓機的排氣管分為兩支管，一支經(jīng)膨脹機到空分冷箱，另一支經(jīng)過第一壓力調節(jié)閥到緩沖器，所述緩沖器的出口與干燥器相連，所述干燥器的出口與緩沖罐相連；所述緩沖器的進口還連接儀表空壓機總管，所述儀表空壓機總管分出三個空壓機支管分別與三臺儀表空壓機相連，在該三個空壓機支管上分別設置閥門，所述空分冷箱出來的氮氣也分成兩個支路，其中一支路到低壓氮氣壓縮機，經(jīng)壓縮后輸送到氨壓機作為氨壓機密封氣及置換氣，另一支路到中壓氮氣壓縮機，所述中壓氮氣壓縮機的出口與氮氣貯罐相連，所述氮氣貯罐通過管道連接脫碳系統(tǒng)，其特征在于：在連接氮氣貯罐和脫碳系統(tǒng)的管道上設置一條儀表氣支管，該儀表氣支管連接到緩沖罐出口管線上，在該儀表氣支管上從氮氣貯罐到緩沖罐出口管線依次安裝止回閥和第二壓力調節(jié)閥，在所述第二壓力調節(jié)閥前后的儀表氣支管上分別安裝截止閥。
采用上述方案，我們把放空的氮氣經(jīng)過中壓氮氣壓縮機進行壓縮，壓力達到1.6MPa左右，通過第二壓力調節(jié)閥，把多余的氮氣通過管線輸送緩沖罐出口管線作為合成氨的儀表氣使用，這樣就可以關閉增壓機出口到儀表空氣總管的第一壓力調節(jié)閥，把離心式空壓機壓縮的全部空氣量用來生產(chǎn)氧氣，保證合成氨生產(chǎn)的正常運行。多余的氮氣量完全能滿足合成氨儀表氣的使用量，完全可以停開儀表空壓機，從而起到節(jié)約電費，又能滿足儀表氣的氣體需求量。當降低液氨的生產(chǎn)量時，氮氣的量也相應減少，我們又可以開啟第一壓力調節(jié)閥，關閉第二壓力調節(jié)閥，將部分離心式空氣壓縮機的壓縮空氣直接用作合成氨儀表氣。
上述方案中：所述儀表氣支管上設置有旁路支管，該旁路支管的一端連接在第二壓力調節(jié)閥前方的截止閥的前面，另一端連接在第二壓力調節(jié)閥后方的截止閥的后面，在該旁路支管上安裝有控制閥門。當?shù)诙毫φ{節(jié)閥出現(xiàn)故障時，采用該旁路支管。
上述方案中：所述增壓機與膨脹機相連的管道上設有閥門。
上述方案中：所述增壓機的排氣管還分有一個支管與增壓機的進氣管相連，在該支管上連接有閥門。
有益效果：經(jīng)過本實用新型改進后，同樣能起到無需開啟儀表空氣壓縮機，節(jié)能降耗的目的，同時也能滿足液氨生產(chǎn)的氧氣的需求及儀表氣的用氣量的需求，設計合理、改造容易。
附圖說明
圖1為本實用新型的工藝流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明：
實施例1，如圖1所示：本實用新型的節(jié)能合成氨空分及儀表氣系統(tǒng)由過濾器1、離心式空氣壓縮機2、增壓機2a、冷卻系統(tǒng)3、純化系統(tǒng)4、空分冷箱5、膨脹機6、第一壓力調節(jié)閥7、緩沖器8、干燥器9、緩沖罐10、儀表空壓機11、儀表空壓機總管12、低壓氮氣壓縮機13、氨壓機14、中壓氮氣壓縮機15、氮氣貯罐15、止回閥17、第二壓力調節(jié)閥18、截止閥19、控制閥門20等部件組成。
過濾器1的出口與離心式空氣壓縮機2的進氣口相連，離心式空氣壓縮機2的壓縮氣出口與冷卻系統(tǒng)3相連，冷卻系統(tǒng)3與純化系統(tǒng)4相連，純化系統(tǒng)4的出口分別與空分冷箱5和離心式空氣壓縮機2的增壓機2a的進氣管相連，增壓機2a的排氣管分為兩支管，一支經(jīng)膨脹機6到空分冷箱5，另一支經(jīng)過第一壓力調節(jié)閥PV505 7到緩沖器8，緩沖器8的出口與干燥器9相連，干燥器9的出口與緩沖罐10相連。緩沖器8的進口還連接儀表空壓機總管12，儀表空壓機總管12分出三個空壓機支管分別與三臺儀表空壓機11相連，在該三個空壓機支管上分別設置閥門。增壓機2a與膨脹機6相連的管道上設有閥門。增壓機2a的排氣管還分有一個支管與增壓機2a的進氣管相連，在該支管上連接有閥門。
從空分冷箱5出來的氮氣也分成兩個支路，其中一支路到低壓氮氣壓縮機13，經(jīng)壓縮后輸送到氨壓機14作為氨壓機密封氣及置換氣或其它公共用氣處，另一支路到中壓氮氣壓縮機15，中壓氮氣壓縮機15的出口與氮氣貯罐16相連，氮氣貯罐16通過管道連接脫碳系統(tǒng)，在連接氮氣貯罐16和脫碳系統(tǒng)的管道上設置一條儀表氣支管，該儀表氣支管連接到緩沖罐10出口管線上，在該儀表氣支管上從氮氣貯罐16到緩沖罐10出口管線依次安裝止回閥17和第二壓力調節(jié)閥18，在第二壓力調節(jié)閥18前后的儀表氣支管上分別安裝截止閥19。儀表氣支管上設置有旁路支管，該旁路支管的一端連接在第二壓力調節(jié)閥18前方的截止閥19的前面，另一端連接在第二壓力調節(jié)閥18后方的截止閥19的后面，在該旁路支管上安裝有控制閥門20。
本實用新型不局限于上述具體實施例，應當理解，本領域的普通技術人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構思做出諸多修改和變化。總之，凡本技術領域中技術人員依本實用新型的構思在現(xiàn)有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。