[发明专利]一种单塔精馏废气返流膨胀制氮系统及制氮机

说明书

本发明公开了一种单塔精馏废气返流膨胀制氮系统及制氮机，属于气体生产技术领域。该制氮机应用单塔精馏废气返流膨胀制氮系统，该单塔精馏废气返流膨胀制氮系统包括进气预处理装置和制氮装置，第二空气进口位置高度低于第一空气进口的位置高度，第二富氧液空抽口的位置高度低于第一富氧液空抽口的位置高度，进气预处理装置的出气口通过主换热器与第一空气进口连通，第一富氧液空抽口通过过冷器、冷凝蒸发器和主换热器与增压压缩机的进气口连通，增压压缩机的出气口通过主换热器与第二空气进口连通，第二富氧液空抽口通过过冷器、冷凝蒸发器和主换热器与进气预处理装置连通和/或外界连通，提高了氮气提取率。

技术领域

本发明涉及气体生产技术领域，尤其涉及一种单塔精馏废气返流膨胀制氮系统及制氮机。

背景技术

在传统的单塔精馏废气返流膨胀制氮系统中，空气作为原料经冷却后直接进入到精馏塔底部，由于受进塔空气与下塔底部富氧液空的气液相平衡浓度限制，含氧21％左右的空气对应的液相(即塔釜的富氧液空)平衡浓度含氧大约在36～40％之间，氮气产量大约占空气量的40％左右，废气(富氧空气)量大约占空气量的60％左右，也就是说有大量的氮气通过废气跑掉了，并没有被回收，这就导致了该系统的氮气提取率(产品氮气中的纯氮含量与空气中的纯氮含量之比)低，一般提取率在52％左右。

因此，亟需一种能够提高氮气提取率的单塔精馏废气返流膨胀制氮系统及制氮机，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种单塔精馏废气返流膨胀制氮系统及制氮机，该单塔精馏废气返流膨胀制氮系统及制氮机提高了氮气提取率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种单塔精馏废气返流膨胀制氮系统，包括：

进气预处理装置，用于对空气过滤、加压、预冷和纯化；

制氮装置，包括主换热器、精馏塔、过冷器、冷凝蒸发器和增压压缩机，所述精馏塔的塔底设置有第一空气进口、第二空气进口、第一富氧液空抽口和第二富氧液空抽口，所述第二空气进口位置高度低于所述第一空气进口的位置高度，所述第二富氧液空抽口的位置高度低于所述第一富氧液空抽口的位置高度，所述进气预处理装置的出气口通过所述主换热器与所述第一空气进口连通，所述第一富氧液空抽口通过所述过冷器、所述冷凝蒸发器和所述主换热器与所述增压压缩机的进气口连通，所述增压压缩机的出气口通过所述主换热器与所述第二空气进口连通，所述第二富氧液空抽口通过所述过冷器、所述冷凝蒸发器和所述主换热器与所述进气预处理装置连通和/或外界连通。

作为一种单塔精馏废气返流膨胀制氮系统的优选技术方案，所述制氮装置还包括节流阀组，所述节流阀组设置于所述过冷器和所述冷凝蒸发器之间上游的管路上。

作为一种单塔精馏废气返流膨胀制氮系统的优选技术方案，所述节流阀组包括第一节流阀和第二节流阀，所述第一节流阀和所述第二节流阀分别设置于所述第一富氧液空抽口所在的管路和所述第二富氧液空抽口所在的管路上。

作为一种单塔精馏废气返流膨胀制氮系统的优选技术方案，所述制氮装置还包括膨胀机，所述膨胀机连接于所述主换热器中所述第二富氧液空抽口的排出管路上。

作为一种单塔精馏废气返流膨胀制氮系统的优选技术方案，所述制氮装置还包括第三节流阀，所述第三节流阀设置于所述第二富氧液空抽口的排出管路上，且位于所述膨胀机的下游以及所述进气预处理装置的上游。

作为一种单塔精馏废气返流膨胀制氮系统的优选技术方案，所述进气预处理装置包括依次设置的过滤器、空气压缩机、预冷系统和纯化系统，所述纯化系统的排气口通过所述主换热器与所述第一空气进口连通，所述纯化系统的进气口与所述第二富氧液空抽口的排出管路连通。

作为一种单塔精馏废气返流膨胀制氮系统的优选技术方案，所述精馏塔的塔顶设置有氮气出口和液氮回流口，所述氮气出口通过所述冷凝蒸发器与所述液氮回流口和外界连通。