綜合利用氮?dú)夥趴漳芰考耙簹迤淠艿难b置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種綜合利用氮?dú)夥趴漳芰考耙簹迤淠艿难b置，屬于低溫液 化裝置技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，大部分制氧廠多采用多臺(tái)制氧機(jī)聯(lián)產(chǎn)為鋼鐵冶煉提供氧、氮、氬管道氣產(chǎn) 品。其中氧、氮?dú)馐峭ㄟ^(guò)壓縮機(jī)輸送，氬氣由液氬泵增壓后經(jīng)過(guò)汽化器復(fù)熱后提供給用戶。 采用壓縮機(jī)輸送氧、氮?dú)鈺r(shí)，為保證煉鋼不穩(wěn)定用氣的要求，管輸氣量必須大于用戶實(shí)際用 氣量，這就造成氧、氮?dú)舛汲霈F(xiàn)不同程度的放空，這部分放空的壓縮氣體消耗了壓縮功，直 接放空不但是產(chǎn)品的損失，也是能量的損失。采用液氬向用戶供氬氣的方式，其中運(yùn)用最廣 泛的兩種汽化器是空溫式汽化器和蒸汽水浴式汽化器。采用空溫式汽化器，雖然直接用空 氣來(lái)使液氬汽化，不需要額外的能量，但浪費(fèi)了低溫液體的冷量；采用蒸汽水浴式汽化器不 僅浪費(fèi)了低溫液體的冷量，而且需要消耗額外的蒸汽。
[0003] 中國(guó)專利CN203431494U公開(kāi)了一種制氧廠液氬汽化冷量回收增效利用裝置，包 括氧氣總管、氬氣用戶管網(wǎng)、液化裝置冷端增壓透平膨脹機(jī)、氧氬換熱器、氮?dú)鍝Q熱器、冷量 回收用冷箱、液氧貯槽、液氮貯槽和液氬貯槽，所述氧氬換熱器和氮?dú)鍝Q熱器設(shè)于所述冷量 回收利用冷箱中，所述液氬貯槽分別經(jīng)所述氧氬換熱器與所述氧氣總管換熱，以及經(jīng)所述 氮?dú)鍝Q熱器與所述液化裝置冷端增壓透平膨脹機(jī)換熱。上述裝置冷量來(lái)自液氬，冷源單一， 未實(shí)現(xiàn)氮?dú)饫淞康暮侠砝?，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，液氧、液氮產(chǎn)品產(chǎn)量受液氬流量限制一般較 低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為克服上述缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種綜合利用氮?dú)夥趴漳芰考耙簹?汽化冷能的裝置。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0006] 一種綜合利用氮?dú)夥趴漳芰考耙簹迤淠艿难b置，包括高壓氮?dú)夤芫W(wǎng)、中壓氮 氣管網(wǎng)、低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)、壓力氬氣管網(wǎng)、壓力氧氣管網(wǎng)、換熱器系統(tǒng)、膨脹制冷系統(tǒng)、液氮貯 槽、液氬貯槽和液氧貯槽，所述的換熱器系統(tǒng)和膨脹制冷系統(tǒng)設(shè)于液化冷箱中，所述的換熱 器系統(tǒng)包括一個(gè)主換熱器E1和一個(gè)過(guò)冷器E2,所述的膨脹制冷系統(tǒng)至少包括一個(gè)低壓膨 脹機(jī)ET1，各設(shè)備之間通過(guò)管路連通，連接關(guān)系如下：
[0007] 所述的液氬貯槽通過(guò)管路LAR101接入主換熱器E1，經(jīng)主換熱器E1后，送出冷箱， 通過(guò)管路GAR102接入壓力氬氣管網(wǎng)；
[0008] 所述的高壓氮?dú)夤芫W(wǎng)高壓氮?dú)馔ㄟ^(guò)管路PN201接入主換熱器E1，經(jīng)主換熱器E1 后，通過(guò)管路LN201接入過(guò)冷器E2,經(jīng)過(guò)冷器E2后，通過(guò)管路LN202分為三部分，一部分液 氮送出冷箱，通過(guò)管路LN205接入液氮貯槽，一部分液氮通過(guò)管路LN203返回過(guò)冷器E2,經(jīng) 過(guò)冷器E2后，接入管路PN210, 一部分液氮通過(guò)管路LN204接入主換熱器E1，經(jīng)主換熱器E1 后，通過(guò)管路PN209與中壓氮?dú)夤芫W(wǎng)的氮?dú)夤苈稰N100連通，匯入管路PN101，接入低壓增 壓機(jī)B1壓縮入口，經(jīng)低壓增壓機(jī)B1增壓后，通過(guò)管路PN102接入冷卻器WE1，再通過(guò)管路 PN103接入主換熱器E1，經(jīng)主換熱器E1后的氮?dú)鈴闹鲹Q熱器E1中部抽出，通過(guò)管路PN105 接入低壓膨脹機(jī)ET1進(jìn)口，低壓膨脹機(jī)ET1出口接入管路PN106,與上述管路PN210連通，接 入管路PN107,返回主換熱器E1，經(jīng)主換熱器E1后，送出冷箱，通過(guò)管路PN109接入低壓氮 氣管網(wǎng)；
[0009] 所述的壓力氧氣管網(wǎng)氧氣通過(guò)管路G0101接入主換熱器E1，經(jīng)主換熱器E1后，送 出冷箱，通過(guò)管路L0102接入液氧貯槽。
[0010] 根據(jù)上述的綜合利用氮?dú)夥趴漳芰考耙簹迤淠艿难b置，所述的低壓增壓機(jī)B1 和低壓膨脹機(jī)ET1同步工作。
[0011] 根據(jù)上述的綜合利用氮?dú)夥趴漳芰考耙簹迤淠艿难b置，所述的主換熱器E1、 過(guò)冷器E2為板翅式換熱器，所述的冷卻器WE1為管殼式換熱器。
[0012] 一種利用上述的裝置綜合利用氮?dú)夥趴漳芰考耙簹迤淠艿姆椒ǎㄒ韵虏?驟：（1)中壓氮?dú)夤芫W(wǎng)的放空氮?dú)釶N100與步驟（5)的PN209氮?dú)鈪R合為第一氮?dú)?，通過(guò)管 路PN101接入低壓增壓機(jī)B1壓縮入口，經(jīng)低壓增壓機(jī)B1壓縮，然后通過(guò)管路PN102接入冷 卻器WE1，經(jīng)冷卻器WE1冷卻后，通過(guò)管路PN103送入液化冷箱內(nèi)，在主換熱器E1內(nèi)冷卻到 一定溫度后，從主換熱器E1中部抽出，接入低壓膨脹機(jī)ET1膨脹獲得冷量并驅(qū)動(dòng)低壓增壓 機(jī)B1做功，低壓膨脹機(jī)出口接入管路PN106 ;
[0013] (2)高壓氮?dú)夤芫W(wǎng)的放空氮?dú)庾鳛榈诙獨(dú)猓ㄟ^(guò)管路PN201送入液化冷箱內(nèi)，經(jīng) 主換熱器E1冷卻直至液化并過(guò)冷，再經(jīng)過(guò)冷器E2進(jìn)一步過(guò)冷；
[0014] (3)來(lái)自步驟（2)的第二氮?dú)夥殖扇糠?，一部分液氮送回過(guò)冷器E2被加熱、汽 化，接入管路PN210,同時(shí)過(guò)冷來(lái)自主換熱器E1的液氮，一部分液氮送回主換熱器E1，作為 第一返流氣，一部分液氮作為液氮產(chǎn)品送入液氮1C槽；
[0015] (4)步驟（3)所述PN210氮?dú)馀c步驟（1)所述PN106氮?dú)鈪R合，作為第二返流氣， 送回主換熱器E1，經(jīng)主換熱器E1回收冷量、復(fù)熱到常溫出冷箱，送入低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)；
[0016] (5)步驟（3)第一返流氣被加熱、汽化、復(fù)熱到常溫出冷箱，通過(guò)管路PN209與中壓 氮?dú)夤芫W(wǎng)氮?dú)釶N100匯合，送入步驟（1)低壓增壓機(jī)B1壓縮入口；
[0017] (6)液氬貯槽液氬通過(guò)管路LAR101接入主換熱器E1，經(jīng)主換熱器E1加熱、蒸發(fā)、 復(fù)熱到常溫后，送出冷箱，通過(guò)管路GAR102接入壓力氬氣管網(wǎng)；
[0018] (7)壓力氧氣管網(wǎng)氧氣通過(guò)管路G0101接入主換熱器E1，經(jīng)主換熱器E1冷卻、液 化、過(guò)冷后得到液氧產(chǎn)品，送出冷箱，通過(guò)管路L0101接入液氧貯槽。
[0019] 一種綜合利用氮?dú)夥趴漳芰考耙簹迤淠艿难b置，包括高壓氮?dú)夤芫W(wǎng)、中壓氮 氣管網(wǎng)、壓力氬氣管網(wǎng)、壓力氧氣管網(wǎng)、低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)、換熱器系統(tǒng)、膨脹制冷系統(tǒng)、液氮貯 槽、液氬貯槽和液氧貯槽，所述的換熱器系統(tǒng)和膨脹制冷系統(tǒng)設(shè)于液化冷箱中，所述的換熱 器系統(tǒng)包括一個(gè)主換熱器E1和一個(gè)過(guò)冷器E2,所述的膨脹制冷系統(tǒng)至少有一個(gè)低壓膨脹 機(jī)ET1和至少一個(gè)高壓膨脹機(jī)ET2組成，各設(shè)備之間通過(guò)管路連通，連接關(guān)系如下：
[0020] 所述的液氬貯槽通過(guò)管路LAR101接入主換熱器E1，經(jīng)主換熱器E1后，送出冷箱， 通過(guò)管路GAR102接入壓力氬氣管網(wǎng)；
[0021] 所述的高壓氮?dú)夤芫W(wǎng)高壓氮?dú)馔ㄟ^(guò)管路PN201接入高壓增壓機(jī)B2壓縮入口，經(jīng)高 壓增壓機(jī)B2后，通過(guò)管路PN202進(jìn)入冷卻器WE2,通過(guò)管路PN203接入主換熱器El，一部分 氮?dú)鈴闹鲹Q熱器E1中部抽出，通過(guò)管路PN205接入高壓膨脹機(jī)ET2進(jìn)口，高壓膨脹機(jī)ET2 出口連通管路PN206,返回主換熱器E1，另外一部分氮?dú)饫^續(xù)經(jīng)主換熱器E1后，再經(jīng)過(guò)冷器 E2后，通過(guò)管路LN202分為三部分，一部分液氮送出冷箱，通過(guò)管路LN205接入液氮貯槽，一 部分液氮通過(guò)管路LN203返回過(guò)冷器E2,經(jīng)過(guò)冷器E2后，接入管路PN210, 一部分液氮通過(guò) 管路LN204接入主換熱器E1，經(jīng)主換熱器E1，在主換熱器E1內(nèi)與上述管路PN206的氮?dú)鈪R 合，進(jìn)一步經(jīng)主換熱器E1后，通過(guò)管路PN209與中壓氮?dú)夤芫W(wǎng)的氮?dú)夤苈稰N100連通，匯入 管路PN101，接入低壓增壓機(jī)B1壓縮入口，經(jīng)低壓增壓機(jī)B1后，通過(guò)管路PN102接入冷卻 器WE1，通過(guò)管路PN103接入主換熱器E1，從主換熱器E1中部抽出，通過(guò)管路PN105接入低 壓膨脹機(jī)ET1進(jìn)口，低壓膨脹機(jī)ET1出口接入管路PN106,與上述管路PN210匯合接入管路 PN107,返回主換熱器E1，經(jīng)主換熱器E1后，送出冷箱，通過(guò)管路PN109接入低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)；
[0022] 所述的壓力氧氣管網(wǎng)氧氣通過(guò)管路G0101接入主換熱器E1，經(jīng)主換熱器E1后，送 出冷箱，通過(guò)管路L0102接入液氧貯槽。
[0023] 根據(jù)上述的綜合利用氮?dú)夥趴漳芰考耙簹迤淠艿难b置，所述的低壓增壓機(jī)B1 和低壓膨脹機(jī)ET1