多功能制氮裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于制氮【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及多功能制氮裝置，純化空氣的一部分通過主換熱器換熱后通至精餾塔底部，另一部分純化空氣通過增壓機(jī)增壓后經(jīng)主換熱器換熱冷卻后送入ET2膨脹機(jī)膨脹制冷送入污氮管網(wǎng)，在精餾塔底部得到富氧液空，經(jīng)液空過冷器及節(jié)流后送至冷凝蒸發(fā)器頂部，冷凝蒸發(fā)器的液氮回流至精餾塔頂部作為精餾塔的回流液，在冷凝蒸發(fā)器低壓側(cè)頂部得到的污氮?dú)馑腿氲紼T1膨脹機(jī)膨脹制冷，復(fù)熱后的污氮?dú)馑腿爰兓到y(tǒng)，在精餾塔頂部得到高純氮?dú)?，高純氮?dú)饨?jīng)過主換熱器復(fù)熱或依次經(jīng)過主換熱器復(fù)熱及增壓機(jī)后對(duì)外輸出高純氮?dú)猓呒円旱?jīng)過液氮過冷器后對(duì)外輸出液氮，優(yōu)點(diǎn)是：本實(shí)用新型的能耗低、提取率高、經(jīng)濟(jì)效益好，調(diào)節(jié)靈活可靠，適用于制氣行業(yè)的制氮設(shè)備。
【專利說明】多功能制氮裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于制氮【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種能大幅度降低能耗的制氮裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子產(chǎn)業(yè)、冶金、金屬加工行業(yè)、化工、新材料行業(yè)及石化行業(yè)等各行業(yè)的飛 速發(fā)展，對(duì)氮?dú)猱a(chǎn)品的需求量越來越大，制取氮?dú)獾目辗衷O(shè)備是耗能大戶，由于長(zhǎng)期運(yùn)行， 如何有效降低能耗至關(guān)重要。目前一般的做法是部分膨脹，其余節(jié)流，膨脹機(jī)輸出的功用于 增壓并采用風(fēng)機(jī)制動(dòng)放空；液空不過冷或僅與部分流體簡(jiǎn)單換熱過冷，設(shè)備調(diào)節(jié)不靈活，要 不產(chǎn)量富余排空、要不產(chǎn)量不足要外購(gòu)液氮補(bǔ)充保證生產(chǎn)，采用這些方法和流程組織，供電 部門的供電量無法滿足制氮用戶空分設(shè)備的能耗要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供一種多功能制氮裝置。
[0004] 本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 多功能制氮裝置，包括用管道連接的精餾塔、冷凝蒸發(fā)器、增壓透平膨脹機(jī)、主換 熱器、液空過冷器、氮?dú)膺^冷器，其特征在于：所述的增壓透平膨脹機(jī)為同軸連接的增壓機(jī) 及膨脹機(jī)，純化空氣的一部分通過主換熱器換熱后通至精餾塔底部，另一部分純化空氣通 過增壓機(jī)增壓后經(jīng)主換熱器換熱冷卻后送入ET2膨脹機(jī)膨脹制冷送入污氮管網(wǎng)，在精餾塔 底部得到富氧液空，經(jīng)液空過冷器及節(jié)流后送至冷凝蒸發(fā)器頂部，冷凝蒸發(fā)器的液氮回流 至精餾塔頂部作為精餾塔的回流液，在冷凝蒸發(fā)器低壓側(cè)頂部得到的污氮?dú)馑腿氲紼T1膨 脹機(jī)膨脹制冷，復(fù)熱后的污氮?dú)馑腿爰兓到y(tǒng)，在精餾塔下塔頂部得到高純氮?dú)?，高純氮?dú)?經(jīng)過主換熱器復(fù)熱或依次經(jīng)過主換熱器復(fù)熱及增壓機(jī)后對(duì)外輸出高純氮?dú)?，高純液氮?jīng)過 液氮過冷器后對(duì)外輸出液氮。
[0006] 上述對(duì)外輸出的高純氮?dú)饪赏ㄟ^增壓機(jī)兩端的進(jìn)口閥、出口閥、氮?dú)獬鏊毫φ{(diào) 節(jié)閥調(diào)節(jié)對(duì)外輸出氮?dú)獾膲毫Α?br> [0007] 上述純化空氣與主換熱器及與增壓機(jī)連通的管道上均設(shè)置有閥門，調(diào)節(jié)純化空氣 與主換熱器及與增壓機(jī)連通的管道上的閥門開度可調(diào)節(jié)對(duì)外輸出的液氮量。
[0008] 上述的精餾塔、冷凝蒸發(fā)器上均設(shè)置有液位計(jì)，所述增壓機(jī)、膨脹機(jī)、精餾塔及冷 凝蒸發(fā)器的連通管道上均設(shè)置有壓力表。
[0009] 本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)突出且有益的技術(shù)效果是：
[0010] 本實(shí)用新型通過出塔污氮?dú)馀蛎浽鰤旱獨(dú)?，降低了整體塔壓從而降低壓縮機(jī)壓 力，繼而使得整體能耗下降，以及液空被膨脹污氮?dú)夂偷獨(dú)獾雀鞣N冷流體換熱過冷后，降低 空氣的含濕量，提高了提取率，并采用了正流膨脹產(chǎn)生更多的制冷量，能有效的控制壓縮機(jī) 負(fù)荷，增加負(fù)荷時(shí)氣量增加，通過空氣增壓膨脹制冷，將多余的氣氮轉(zhuǎn)換成液氮，能滿足用 戶制取高純氮?dú)?、高純液氮的要求，。同時(shí)通過增壓機(jī)進(jìn)口閥、增壓機(jī)出口閥、氮?dú)獬鏊毫?調(diào)節(jié)閥這3個(gè)閥門之間的切換，實(shí)現(xiàn)了對(duì)氮?dú)夤芫W(wǎng)壓力的調(diào)節(jié)，通過空氣進(jìn)增壓機(jī)閥門VI、 空氣進(jìn)精餾塔閥門V2實(shí)現(xiàn)了控制液氮生產(chǎn)的產(chǎn)量，從而實(shí)現(xiàn)了既能生產(chǎn)高純氮?dú)庖材苌?產(chǎn)高純液氮的生產(chǎn)目的，整體能耗可降低15%以上，由于有兩臺(tái)增壓透平膨脹機(jī)，避免了因 一臺(tái)增壓透平膨脹機(jī)故障而影響生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益可觀，調(diào)節(jié)靈活可靠，適用于制氣行業(yè)的制 氮設(shè)備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖以具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述，參見圖1 :
[0013] 多功能制氮裝置，包括用管道連接的精餾塔C1、冷凝蒸發(fā)器K1、增壓透平膨脹機(jī)、 主換熱器E1、液空過冷器E2、氮?dú)膺^冷器E3,所述的增壓透平膨脹機(jī)為同軸連接的增壓機(jī) 及膨脹機(jī)（A1與ET1、A2與ET2)，兩個(gè)增壓機(jī)Al、A2及兩個(gè)膨脹機(jī)ET1、ET2形成兩級(jí)增壓 膨脹裝置，純化空氣的一部分通過主換熱器E1換熱后通至精餾塔C1底部，另一部分純化空 氣通過增壓機(jī)A2增壓，增壓后的純化空氣經(jīng)主換熱器換熱冷卻后送入ET2膨脹機(jī)膨脹制冷 送入污氮管網(wǎng)，在精餾塔C1底部得到富氧液空，富氧液空經(jīng)液空過冷器E2及節(jié)流后送至冷 凝蒸發(fā)器K1頂部，冷凝蒸發(fā)器K1的液氮回流至精餾塔C1頂部作為回流液，在冷凝蒸發(fā)器 低壓側(cè)頂部得到的污氮?dú)馑腿氲紼T1膨脹機(jī)膨脹制冷，復(fù)熱后的污氮?dú)馑腿爰兓到y(tǒng)，在 精餾塔C1頂部得到高純氮?dú)?，高純氮?dú)饨?jīng)過主換熱器E1或依次經(jīng)過主換熱器E1及增壓機(jī) A1后對(duì)外輸出高純氮?dú)猓呒円旱?jīng)過液氮過濾器E3后對(duì)外輸出液氮。
[0014] 上述對(duì)外輸出的高純氮?dú)饪赏ㄟ^增壓機(jī)A1兩端的進(jìn)口閥V4、出口閥V5、氮?dú)獬鏊?壓力調(diào)節(jié)閥V3調(diào)節(jié)對(duì)外輸出氮?dú)獾膲毫Α?br> [0015] 上述純化空氣與主換熱器E1及與增壓機(jī)A2連通的管道上均設(shè)置有閥門V2、VI， 調(diào)節(jié)純化空氣與主換熱器E1及與增壓機(jī)連通的管道上的閥門V2、VI的開度可調(diào)節(jié)對(duì)外輸 出的液氮量。
[0016] 上述的精餾塔C1、冷凝蒸發(fā)器K1上均設(shè)置有液位計(jì)，所述增壓機(jī)Al、A2、膨脹機(jī) ET1、ET2、精餾塔C1及冷凝蒸發(fā)器K1的連通管道上均設(shè)置有壓力表。
[0017] 上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非依此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍，故：凡依本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、形狀、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本實(shí)用新型的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 多功能制氮裝置，包括用管道連接的精餾塔、冷凝蒸發(fā)器、增壓透平膨脹機(jī)、主換熱 器、液空過冷器、氮?dú)膺^冷器，其特征在于：所述的增壓透平膨脹機(jī)為同軸連接的增壓機(jī)及 膨脹機(jī)，純化空氣的一部分通過主換熱器換熱后通至精餾塔底部，另一部分純化空氣通過 增壓機(jī)增壓后經(jīng)主換熱器換熱冷卻后送入膨脹機(jī)膨脹制冷送入污氮管網(wǎng)，在精餾塔底部得 到富氧液空，經(jīng)液空過冷器及節(jié)流后送至冷凝蒸發(fā)器頂部，冷凝蒸發(fā)器的液氮回流至精餾 塔頂部作為精餾塔的回流液，在冷凝蒸發(fā)器低壓側(cè)頂部得到的污氮?dú)馑腿氲脚蛎洐C(jī)膨脹制 冷，復(fù)熱后的污氮?dú)馑腿爰兓到y(tǒng)，在精餾塔頂部得到高純氮?dú)?，高純氮?dú)饨?jīng)過主換熱器復(fù) 熱或依次經(jīng)過主換熱器復(fù)熱及增壓機(jī)后對(duì)外輸出高純氮?dú)?，高純液氮?jīng)過液氮過冷器后對(duì) 外輸出液氮。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能制氮裝置，其特征在于：所述對(duì)外輸出的高純氮?dú)饪?通過增壓機(jī)兩端的進(jìn)口閥、出口閥、氮?dú)獬鏊毫φ{(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)對(duì)外輸出氮?dú)獾膲毫Α?br> 3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能制氮裝置，其特征在于：所述純化空氣與主換熱器及 與第二增壓機(jī)連通的管道上均設(shè)置有閥門，調(diào)節(jié)純化空氣與主換熱器及與增壓機(jī)連通的管 道上的閥門開度可調(diào)節(jié)對(duì)外輸出的液氮量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1一3任一項(xiàng)所述的多功能制氮裝置，其特征在于：所述的精餾塔、冷 凝蒸發(fā)器上均設(shè)置有液位計(jì)，所述增壓機(jī)、膨脹機(jī)、精餾塔及冷凝蒸發(fā)器的連通管道上均設(shè) 置有壓力表。
【文檔編號(hào)】F25J3/04GK203848603SQ201420020197
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】陳崇文 申請(qǐng)人:浙江海天氣體有限公司