[发明专利]一种利用热泵技术生产富氧气和高压高纯氮气的装置及方法

摘要

本发明公开了一种利用热泵技术生产富氧气和高压高纯氮气的装置，包括空气压缩系统、预冷纯化系统、膨胀机、水冷却器和冷箱，所述空气压缩系统包括空压机及空气增压机，所述冷箱内设置有主换热器、过冷器、液氧泵、液氮泵、精馏塔及纯氮塔，所述精馏塔包括下塔和上塔，上塔和下塔之间设有冷凝蒸发器，所述纯氮塔内底部设置有蒸发器，纯氮塔内顶部设有冷凝器。本发明的目的在于克服现有技术中下塔氮气过度精馏以及高压氮气需要用到的氮气压缩机等问题，利用热泵技术提供一种能耗低、投资少、占地面积小，且经济合理的深冷分离获得富氧气和高压、高纯氮气的装置及方法。

主权项

1.一种利用热泵技术生产富氧气和高压、高纯氮气的装置，其特征在于：包括空气压缩系统、预冷纯化系统、膨胀机、水冷却器和冷箱，所述空气压缩系统包括空压机及空气增压机，所述冷箱内设置有主换热器、过冷器、液氧泵、液氮泵、精馏塔及纯氮塔，所述精馏塔包括下塔和上塔，上塔和下塔之间设有冷凝蒸发器，所述纯氮塔内底部设置有蒸发器，纯氮塔内顶部设有冷凝器；所述空压机的出口与预冷纯化系统的进口相连接，预冷纯化系统的气体出口连通有第一管路、第二管路及第三管路；所述第一管路经主换热器后与下塔下部相连，所述第二管路依次经空气增压机及主换热器后与蒸发器相连，蒸发器的冷凝侧出口与下塔的中部相连接，所述第三管路依次经膨胀机的增压端、水冷却器、主换热器及膨胀机的膨胀端后与上塔中部相连；所述下塔底部的液体出口连接有第四管路，所述第四管路经过冷器后与上塔的中部相连；冷凝蒸发器的冷凝侧液体出口分别连接有第五管路及第六管路，所述第五管路经过冷器后与上塔的顶部相连，所述第六管路经液氮泵后与纯氮塔下部相连；纯氮塔底部的液体出口连接有第七管路，所述第七管路经过冷器后与上塔的顶部相连；所述上塔顶部的污氮气出口连接有第八管路，所述第八管路依次经过冷器及主换热器后延伸至冷箱外；所述纯氮塔顶部的气体出口连接有第九管路，所述第九管路经主换热器后延伸至冷箱外；所述冷凝蒸发器的液氧侧出口连接有第十管路，所述第十管路依次经液氧泵、冷凝器及主换热器后延伸至冷箱外。