一种沿高度方向分层布置的氮液化器的制作方法

本申请属于空气分离领域，涉及一种使气体液化的系统，具体地涉及一种沿高度方向分层布置的氮液化器。

背景技术：

1、现有技术中，氮液化器可以向空气分离装置提供冷量。在某些氮液化器的设置中具有双涡轮增压机，用来提供有利的机械设计参数和有效的冷却曲线特征。来自高压塔的低压氮和/或来自低压塔的超低压氮，通过空气分离装置的主换热器复热后可以得到低压氮和/或超低压氮产品，部分低压氮和/或超低压氮产品可加料到氮液化器中进行液化。液化所得富氮流可返回到高压塔和/或低压塔顶部以提供冷量，也可部分导入液氮储罐进行储存。氮液化器是一种使气态氮气变为液态氮气的装置，其工作原理是通过将气体压缩到高压，经过冷却器取走压缩热，然后采取绝热膨胀或者节流膨胀产生冷量使得气体变为液体。所述富氮蒸气流在氮液化器中液化产生富氮液流，原则上该富氮液流中氮的摩尔百分比与所述富氮蒸气流一致。

2、氮气液化器旨在提供来自清洁和干燥的气态氮源的液氮，通常是来自空气分离装置(asu)的塔顶氮气流。其中氮气被压缩到临界压力以上，然后通过一个或两个涡轮膨胀机膨胀，从清洁干燥的进料中生产过冷液氮。液化器可以从大多数任何进料源(包括但不限于空气分离设备或非低温气体发生器)获取清洁干燥的气流，以生产液体产品。

3、公布号为cn103270381b的中国专利公开了一种使气体液化的系统和工艺。使大气气体液化的系统包括用于接收供应流的第一导管；液化器，其流体地连接到第一导管用于压缩并且冷却供应流，以形成高压密相流体，其中，液化器至少包括温膨胀器、冷膨胀器、用于将供应流压缩到大于它的临界压力的压力的压缩器、和用于将压缩供应流冷却到低于它的临界温度的温度的换热器；第二导管，其流体地连接到液化器用于从液化器接收高压密相流；第一膨胀装置，其流体地连接到第二导管，以减少高压密相流的压力；第三导管，其流体地连接到第一膨胀装置用于接收两相膨胀流；和存储容器，其流体地连接到第三导管用于接收并且存储两相膨胀流。

4、现有技术中氮液化器系统的冷箱101、膨胀机102和过冷却器103通常均靠近地面，水平地平行并排设置。如图1所示，这种设置需要极大的场地空间，并且需要多台吊车分别从上方起吊和检修。而占地越大意味着成本越高，因此对于设计而言，节约占地空间就很重要。

技术实现思路

1、本申请的目的是为了在日益激烈的空分市场中，满足业主在有限的场地，合理地布置装置，减少不必要的能耗损失，最大限度地降低运输成本。

2、本申请的氮液化器包括按顺序向下堆叠地布置的冷箱、涡轮膨胀机和过冷却器。上述冷箱、涡轮膨胀机和过冷却器可分别划分成相应的结构模块，通过依次吊装并竖向累加上述结构模块安装就位。这样可以提高整体的安装效率，快速缩短现场安装时长，对于安装过程中需要的吊装操作、吊装设备等的吊装要求大大降低，显著降低安装成本。

3、为了实现上述目的，本申请公开了一种沿高度方向分层布置的氮液化器，所述氮液化器包括按顺序向下堆叠地布置的冷箱、膨胀机和过冷却器，其中，冷箱的底部出口连通膨胀机，膨胀机的底部出口连通过冷却器。

4、进一步地，所述过冷却器、膨胀机和冷箱自地面起由低到高依次布置。

5、进一步地，所述过冷却器位于地面，所述膨胀机和冷箱依次布置在过冷却器之上。

6、进一步地，所述氮液化器包括氮气压缩机、至少一膨胀机、至少一换热器和至少一分离器。

7、进一步地，低压氮气经节流后进入氮气压缩机增压。

8、进一步地，堆叠地布置的冷箱、膨胀机和过冷却器通过依次吊装安装就位。

9、与现有技术相比较，本申请所提供的技术方案具有以下优点：

10、通过将冷箱、膨胀机和过冷却器堆叠设计，可以构建紧凑的氮液化器系统，从而节省成本和现场占用面积。

技术特征：

1.一种沿高度方向分层布置的氮液化器，其特征在于，所述氮液化器包括按顺序向下堆叠地布置的冷箱、膨胀机和过冷却器，其中，冷箱的底部出口连通膨胀机，膨胀机的底部出口连通过冷却器。

2.如权利要求1所述的氮液化器，其特征在于，所述过冷却器、膨胀机和冷箱自地面起由低到高依次布置。

3.如权利要求2所述的氮液化器，其特征在于，所述过冷却器位于地面，所述膨胀机和冷箱依次布置在过冷却器之上。

4.如权利要求1所述的氮液化器，其特征在于，所述氮液化器包括氮气压缩机、至少一膨胀机、至少一换热器和至少一分离器。

5.如权利要求4所述的氮液化器，其特征在于，低压氮气经节流后进入氮气压缩机增压。

6.如权利要求1所述的氮液化器，其特征在于，堆叠地布置的冷箱、膨胀机和过冷却器通过依次吊装安装就位。

技术总结本申请公开了一种沿高度方向分层布置的氮液化器，所述氮液化器包括按顺序向下堆叠地布置的冷箱、膨胀机和过冷却器，其中，冷箱的底部出口连通膨胀机，膨胀机的底部出口连通过冷却器。通过将冷箱、涡轮膨胀机和过冷却器堆叠设计，可以构建紧凑的氮液化器系统，从而节省成本和现场占用面积。技术研发人员：李建伟,李志强受保护的技术使用者：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司技术研发日：20231027技术公布日：2024/6/23