[实用新型]一种双塔低温增压制氮装置

说明书

本实用新型公开了一种双塔低温增压制氮装置，包括空气进气系统、与空气进气系统通气连接的空气纯化系统、与所述空气纯化系统通气连接的低温增压制氮系统；所述低温增压制氮系统包括精馏塔和增压透平膨胀机，所述精馏塔为上下分布的双塔式结构，所述增压透平膨胀机具有一膨胀端，以及与所述膨胀端通过轴连接的增压端，所述膨胀端入口通过管道与精馏塔的上塔底部连接；所述增压端入口通过管道与精馏塔的上塔顶部连接，增压端出口连接产品输出管。本实用新型利用增压透平膨胀机输出功增压精馏塔塔顶获得的低温氮气，可以获得更高的压力；另一方面，由于增压端为低温氮气，减少了增压端后冷却器，降低了压降损失，降低了运行能耗，节省了设备投资。

技术领域

本实用新型涉及制氮领域，具体涉及一种双塔低温增压制氮装置。

背景技术

随着冶金、石化、煤化工、电子等工业的快速发展，在空分的应用领域中，氮气的多用途性使得某些工业领域对氮气的需求量远高于氧气。常规双塔低温精馏后上塔顶部获得氮气，氮气复热出冷箱后，利用膨胀机的输出功增压常温氮气。利用膨胀机输出功增压氮气，常温氮气相较于低温氮气，获得的压力低，不能充分利用膨胀机输出功，设备运行能耗高，并且增压常温氮气后需要后冷却器，增加了压降，同时设备投资成本增加。为了解决这一问题，有必要提出一种双塔低温增压制氮装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种双塔低温增压制氮装置，其旨在解决目前常规制氮获得的氮气经复热出冷箱，利用膨胀机的输出功增压常温氮气，导致设备运行能耗高，增加了设备投资成本的技术问题。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种双塔低温增压制氮装置，包括：

空气进气系统，用于对原料空气进行预处理；

空气纯化系统，与所述的空气进气系统通气连接并对原料空气进行纯化；

低温增压制氮系统，与所述的空气纯化系统通气连接并对纯化后的空气进行制氮增压；所述的低温增压制氮系统包括与空气纯化系统通气连接的精馏塔和增压透平膨胀机，所述的精馏塔为上下分布的双塔式结构，下部为下塔，上部为上塔，所述下塔和上塔之间还设置有主冷凝蒸发器；

所述的增压透平膨胀机具有一膨胀端，以及与所述膨胀端通过轴连接的增压端，所述增压透平膨胀机的膨胀端入口通过管道与精馏塔的上塔底部连接；所述增压透平膨胀机的增压端入口通过管道与精馏塔的上塔顶部连接，增压端出口连接用于输送产品氮气的产品输出管。

进一步，所述的低温增压制氮系统还包括冷箱、主换热器和过冷器，所述的主换热器、精馏塔、过冷器和增压透平膨胀机均设置在所述冷箱内；所述的空气进气系统包括空气过滤器、空气压缩机和空气预冷系统，所述空气过滤器、空气压缩机和空气预冷系统依次连接；所述的空气纯化系统的进气端与所述空气预冷系统的出气口连接，原料空气经过所述空气纯化系统的纯化后通过管道先经过所述主换热器换热再从下塔下部的进气口输送至所述精馏塔内进行精馏。

进一步，所述的下塔和主冷凝蒸发器之间通过输送管连通，所述的主冷凝蒸发器与上塔连通，所述上塔的顶部所连接的管道先经过所述过冷器后再与所述增压透平膨胀机的增压端入口连接，所述增压端出口所连接的产品输出管先经过所述主换热器后再出冷箱。

进一步，所述上塔底部所连接的管道先经过所述主换热器后再与所述增压透平膨胀机的膨胀端进口连接，膨胀端出口连接的管道先经过所述主换热器后再出冷箱并与所述空气纯化系统连接。

进一步，所述主冷凝蒸发器的底部所连接的管道通过所述过冷器后与所述上塔的顶部连接，所述主冷凝蒸发器的底部所连接的管道还通过回流管与所述下塔的顶部连通。

进一步，所述下塔的底部所连接的管道通过所述过冷器后与所述上塔的中部连通。