[实用新型]一种低能耗双塔双过冷正流膨胀制氮装置

说明书

本实用新型公开了一种低能耗双塔双过冷正流膨胀制氮装置，所述装置包括过滤器、空气压缩机、空气预冷系统、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、主换热器、精馏塔I、主冷凝蒸发器I、过冷器I、精馏塔II、主冷凝蒸发器II、液氮泵、过冷器II、膨胀机。本实用新型制备的氮气纯度高(≤3ppmO₂)，压力为0.5‑1.0MpaG，提取率高，装置能耗低。

技术领域

本实用新型涉及空分技术领域，具体涉及一种低能耗双塔双过冷正流膨胀制氮装置。

背景技术

新能源汽车及锂离子电池需要品质稳定的高端电池级磷酸铁、磷酸铁锂、三元材料等，高端电池级磷酸铁、磷酸铁锂、三元材料等在加工生产过程中需要大量高纯度氮气作为保护气。随着产品升级，规模的大幅增加，低能耗高纯度氮气制取设备及工艺将会极大地节约耗能，降低生产成本，进一步提升企业产品的行业竞争优势。为此本实用新型提出了一种低能耗双塔双过冷正流膨胀制氮装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种低能耗双塔双过冷正流膨胀制氮装置，以解决现有技术的不足。

本实用新型采用以下技术方案：

一种低能耗双塔双过冷正流膨胀制氮装置，所述装置包括过滤器、空气压缩机、空气预冷系统、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、主换热器、精馏塔I、主冷凝蒸发器I、过冷器I、精馏塔II、主冷凝蒸发器II、液氮泵、过冷器II、膨胀机；

过滤器、空气压缩机、空气预冷系统、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、膨胀机增压端、膨胀机增压后水冷却器设于冷箱外，主换热器、精馏塔I、主冷凝蒸发器I、过冷器I、精馏塔II、主冷凝蒸发器II、液氮泵、过冷器II、膨胀机设于冷箱内，主冷凝蒸发器I设于精馏塔I之上，主冷凝蒸发器II设于精馏塔II 之上；

过滤器、空气压缩机、空气预冷系统、交替使用的分子筛吸附器依次连接，交替使用的分子筛吸附器分别和主换热器、膨胀机增压端连接，主换热器的完全冷却出口和精馏塔I底部的空气进口连接；膨胀机增压端和膨胀机增压后水冷却器连接，膨胀机增压后水冷却器和主换热器连接，主换热器的部分冷却出口和膨胀机连接，膨胀机和精馏塔II连接；

精馏塔I底部的液空出口和过冷器I连接，过冷器I和主冷凝蒸发器I连接，过冷器I和主冷凝蒸发器I的连接管路上设有节流阀，主冷凝蒸发器I富氧空气出口和精馏塔II连接；主冷凝蒸发器I液空出口和主冷凝蒸发器II连接，主冷凝蒸发器I液空出口和主冷凝蒸发器II的连接管路上设有节流阀；

精馏塔I下部的污液氮出口和过冷器I连接，过冷器I和精馏塔II连接，过冷器I和精馏塔II的连接管路上设有节流阀；

精馏塔I顶部的压力氮气出口分别和主换热器、主冷凝蒸发器I连接，主换热器连至外部高纯度压力氮气供用户管网；主冷凝蒸发器I的液氮出口和精馏塔 I顶部连接；

精馏塔II底部的富氧液空出口和过冷器II连接，过冷器II和主冷凝蒸发器 II连接，过冷器II和主冷凝蒸发器II的连接管路上设有节流阀；主冷凝蒸发器 II的污氮气出口和过冷器II连接，过冷器II和过冷器I连接，过冷器I和主换热器连接，主换热器分别和外部放空管道、电加热器连接，电加热器和交替使用的分子筛吸附器连接；

精馏塔II顶部的氮气出口和主冷凝蒸发器II连接，主冷凝蒸发器II的液氮出口分别和精馏塔II顶部、液氮泵连接，液氮泵分别和外部液氮产品储罐、过冷器II连接，过冷器II和精馏塔I顶部连接。

进一步地，空气压缩机为透平空气压缩机。

进一步地，膨胀机为增压透平膨胀机。

进一步地，所述装置制备的高纯度压力氮气产品纯度为≤3ppmO₂，压力为 0.5-1.0MpaG。

本实用新型的有益效果：