[发明专利]一种双塔制氮系统

说明书

本发明涉及制氮设备的技术领域，更具体地，涉及一种双塔制氮系统，包括预冷模块、第一纯化模块、换热器、高压氮塔、第一过冷器、第一冷凝蒸发器、低压氮塔、第二冷凝蒸发器、高纯氧塔及第一再沸器；通过设置与低压氮塔相连通的高纯氧塔，使得整个系统不但能够利用空气来生产氮气产品，高纯氧塔还能够利用低压氮塔中的液体及气体来产生高纯氧气产品，即整个系统可以利用空气同时产生氮气产品及高纯氧气产品，充分利用作为原料的空气，提高原材料的投入产出比。

技术领域

本发明涉及制氮设备的技术领域，更具体地，涉及一种双塔制氮系统。

背景技术

随着经济发展，科技研发民用工业，都离不开气体工业与低温技术，全球特别是中国的经济增长，使空气分离市场前景看好、形势乐观。石化、电子、化纤、多晶硅等工业的发展需要高纯氮气走越来越多。制氮设备属于国家鼓励发展的节能环保范畴。氮气的化学性质不活泼，在平常的状态下有很大的惰性，不容易与其它物质发生化学反应。因此，氮气在玻璃、炼油、冶金、电子、化学工业中广泛地用来作为保护气，其应用前景非常广阔，是需求急速增长的一种工业气体。

现有一种制氮系统，原料空气依次经过空气过滤器、空气压缩机、空冷塔、分子筛后进入主换热器，一部分空气被冷却后进入高压精馏塔，一部分空气被冷却后进入膨胀机后返回主换热器；在高压精馏塔获得的产品氮气一部分经主换热器复热后送至用户管网，一部分与低压精馏塔的富氧液空进行换热；在低压精馏塔获得的纯液氮经液氮泵、二号过冷器后送入高压精馏塔；冷凝蒸发器的富氧液空经过二号过冷器、三号过冷器后送入低压精馏塔的冷凝器，气化后生成的富氧气返回三号过冷器、一号过冷器、主换热器回收冷量，未被气化的富氧液空送至主换热器回收冷量。

上述现有的制氮系统，其仅能利用空气制氮，空气被利用的不够充分。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中的制氮系统原料利用不充分，仅能制氮的问题，提供一种双塔制氮系统、

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种双塔制氮系统，其特征在于，包括预冷模块、第一纯化模块、换热器、高压氮塔、第一过冷器、第一冷凝蒸发器、低压氮塔、第二冷凝蒸发器、高纯氧塔及第一再沸器；所述预冷模块与第一纯化模块相连通；所述第一纯化模块与换热器相连通；所述换热器与高压氮塔底部、顶部均相连通；所述第一冷凝蒸发器设于高压氮塔的顶部，且与高压氮塔相连通；所述第一过冷器与高压氮塔底部、第一冷凝蒸发器均相连通；所述低压氮塔的底部与第一冷凝蒸发器相连通，所述第二冷凝蒸发器设于低压氮塔顶部，且第二冷凝蒸发器与低压氮塔相连通、高压氮塔的顶部均连通；所述第一再沸器设于高纯氧塔底部，且第一再沸器与高纯氧塔相连通，所述低压氮塔的中部与高纯氧塔、第一再沸器相连通。

预冷模块用于去除空气中的水分，第一纯化模块用于去除空气中的杂质；换热器用于对流体进行加热或冷却；高压氮塔用于对空气进行精馏，高压氮塔的顶部以产生氮气；第一过冷器用于对高压氮塔底部产生的富氧液态空气进行降温；第一冷凝蒸发器用于产生高压氮塔内的回流液，以便对输入高压氮塔的原料空气进行传热、传质；低压氮塔利用高压氮塔底部产生的富氧液态空气来精馏产生氮气；第二冷凝蒸发器用于将低压氮塔中产生的氮气冷凝为作为低压氮塔回流液及高压氮塔补充回流液的液氮；高纯氧塔利用低压氮塔中的液相流体及气相流体来精馏出液氧；第一再沸器用于将来自低压氮塔的气相流体冷凝为液体，也能够将高纯氧塔底部产生的液氧加热为氧气，形成高纯氧产品及高纯氧塔内的上升气。

进一步地，还包括自增压罐及高纯液氧槽，所述自增压罐与高纯液氧槽、高纯氧塔的底部相连通；所述高纯液氧槽与换热器相连通。

进一步地，所述第一纯化模块包括内部填充有活性氧化铝、分子筛、触媒的第一吸附器及第二吸附器，所述第一吸附器和第二吸附器并联连通。

进一步地，还包括利用第一冷凝蒸发器的气体及第二冷凝蒸发器的液体制氧的工业氧气制取模块。