一种单塔深冷脱氢冷量回收系统的制作方法

本技术属于单塔深冷脱氢冷量回收相关，具体涉及一种单塔深冷脱氢冷量回收系统。

背景技术：

1、液氮由于其沸点低，可以迅速汽化并吸收大量的热量，从而起到冷却作用，使得广泛应用于机械、电子、食品、医药等领域的产品加工，在液氮的生产中多采用深冷法制氮，指空气在冷箱中的换热器内与返流的产品气与废气进行热交换而得到冷却并部分液化，最后进入主精馏塔，空气在塔内全部变成液体，并利用氧、氮的沸点差使之分离，现有深冷制氮工艺多采用膨胀机生产冷量，能耗较大，噪声污染较大，此外所生产的多余氮气会排放至大气中，造成不必要的浪费，为解决以上问题，我们推出了以下装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种单塔深冷脱氢冷量回收系统，以解决上述背景技术中提出的现有深冷制氮工艺多采用膨胀机生产冷量，能耗较大，噪声污染较大，此外所生产的多余氮气会排放至大气中，造成不必要的浪费问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种单塔深冷脱氢冷量回收工艺，回收系统包括过滤器、空气压缩机、预冷机组、纯化系统、主换热器、主精馏塔、主冷凝蒸发器、填料和冷箱，所述过滤器、空气压缩机、预冷机组和纯化系统设置在冷箱外部，所述过滤器、空气压缩机、预冷机组和纯化系统之间依次通过管道相互连接，所述主换热器、主精馏塔和主冷凝蒸发器固定连接在冷箱内部，所述主换热器设置在主精馏塔上端，所述主换热器气空出口与主精馏塔底部侧面气空进口相连接，所述主冷凝蒸发器固定连接在主精馏塔上端，所述主精馏塔上端侧面污气氮出口与主冷凝蒸发器下端污气氮进口相连接，所述主冷凝蒸发器上端侧面污液氮出口与主精馏塔上端侧面污液氮进口相连接，所述主精馏塔侧面气氮出口与主换热器气氮进口相连接，所述主精馏塔下端液空出口与过冷器下端液空进口相连接,所述过冷器液空出口与主冷凝蒸发器侧面液空进口相连接，所述主冷凝蒸发器上端富氧出口一端固定连接有节流阀，所述节流阀另一端与过冷器富氧进口相连接，所述过冷器下端富氧出口与主换热器底部富氧进口相连接，所述储存罐设置在冷箱外部，所述储存罐液体出口与主换热器下端进气口相连接。

4、使用本技术方案的一种单塔深冷脱氢冷量回收工艺时，通过设置主换热器、主精馏塔、过冷器、储存罐和节流阀，当人们需要对空气中的氮气进行分离时，人们首先将储存罐内低温液体通入主换热器提供冷量，原料空气经纯化后进入主换热器进行换热冷却至饱和温度后进入主精馏塔底部参与精馏，空气经主精馏塔精馏后分为气氮、液空和污气氮，液空经过冷器过冷后，进入主冷凝蒸发器和污气氮换热，液空被气化为富氧空气，污气氮液化为污液氮，污液氮引入主精馏塔上端作为回流液参与精馏，富氧空气经过节流阀节流和过冷器过冷后进入主换热器与主精馏塔精馏后的气氮进行换热后，出冷箱作为产品氮气，不凝气从主冷凝蒸发器上端出气口排出冷箱，从而降低能耗，减少噪声污染，回收利用多余冷量。

5、优选的，所述主精馏塔内部加装有填料1，所述主冷凝蒸发器氮气抽口顶部加装有填料2。

6、优选的，所述空气压缩机将空气压缩到0.3-1.0mpag。

7、优选的，所述纯化系统设置有两个吸附桶，并且两个吸附桶对称放置。

8、优选的，所述空气经预冷机组预冷至5-8°c。

9、与现有技术相比，本实用新型提供了一种单塔深冷脱氢冷量回收系统，具备以下有益效果：

10、1、本实用新型通过设置主换热器、主精馏塔、过冷器、储存罐和节流阀，当人们需要对空气中的氮气进行分离时，人们首先将储存罐内低温液体通入主换热器提供冷量，原料空气经纯化后进入主换热器进行换热冷却至饱和温度后进入主精馏塔底部参与精馏，空气经主精馏塔精馏后分为气氮、液空和污气氮，液空经过冷器过冷后，进入主冷凝蒸发器和污气氮换热，液空被气化为富氧空气，污气氮液化为污液氮，污液氮引入主精馏塔上端作为回流液参与精馏，富氧空气经过节流阀节流和过冷器过冷后进入主换热器与主精馏塔精馏后的气氮进行换热后，出冷箱作为产品氮气，不凝气从主冷凝蒸发器上端出气口排出冷箱，从而降低能耗，减少噪声污染，回收利用多余冷量；

11、2、本实用新型通过设置填料1和填料2，当人们需要对氮气中的氢气进行去除时，在填料1和填料2配合下，主精馏塔氮气抽口的填料1，使氢气浓缩至主精馏塔塔顶，含氢污氮气进入主冷凝蒸发器，主冷凝蒸发器氮气抽口顶部加装的填料2，使使氢气浓缩至冷凝蒸发器顶部，由于氢气沸点远高于氮气，氮气被节流后富氧液空液化回流，氢气则与其他不凝气一同排放，达到脱氢效果，使产品氮气中的氢含量可降至1ppm，降低了后续单独除氢的经济损耗，提高了该工艺的实用性。

技术特征：

1.一种单塔深冷脱氢冷量回收系统，其特征在于：回收系统包括过滤器（1）、空气压缩机（2）、预冷机组（3）、纯化系统（4）、主换热器（5）、主精馏塔（6）、主冷凝蒸发器（7）、填料和冷箱（8），所述过滤器（1）、空气压缩机（2）、预冷机组（3）和纯化系统（4）设置在冷箱（8）外部，所述过滤器（1）、空气压缩机（2）、预冷机组（3）和纯化系统（4）之间依次通过管道相互连接，所述主换热器（5）、主精馏塔（6）和主冷凝蒸发器（7）固定连接在冷箱（8）内部，所述主换热器（5）设置在主精馏塔（6）上端，所述主换热器（5）气空出口与主精馏塔（6）底部侧面气空进口相连接，所述主冷凝蒸发器（7）固定连接在主精馏塔（6）上端，所述主精馏塔（6）上端侧面污气氮出口与主冷凝蒸发器（7）下端污气氮进口相连接，所述主冷凝蒸发器（7）上端侧面污液氮出口与主精馏塔（6）上端侧面污液氮进口相连接，所述主精馏塔（6）侧面气氮出口与主换热器（5）气氮进口相连接，所述主精馏塔（6）下端液空出口与过冷器（10）下端液空进口相连接,过冷器（10）液空出口与主冷凝蒸发器（7）侧面液空进口相连接，所述主冷凝蒸发器（7）上端富氧出口一端固定连接有节流阀（11），所述节流阀（11）另一端与过冷器（10）富氧进口相连接，所述过冷器（10）下端富氧出口与主换热器（5）底部富氧进口相连接，储存罐（9）设置在冷箱（8）外部，所述储存罐（9）液体出口与主换热器（5）下端进气口相连接。

2.根据权利要求1所述的一种单塔深冷脱氢冷量回收系统，其特征在于：所述主精馏塔（6）内部加装有填料1（13），所述主冷凝蒸发器（7）氮气抽口顶部加装有填料2（14）。

3.根据权利要求1所述的一种单塔深冷脱氢冷量回收系统，其特征在于：所述空气压缩机（2）将空气压缩到0.3-1.0mpag。

4.根据权利要求1所述的一种单塔深冷脱氢冷量回收系统，其特征在于：所述纯化系统（4）设置有两个吸附桶（12），并且两个吸附桶（12）对称放置。

5.根据权利要求1所述的一种单塔深冷脱氢冷量回收系统，其特征在于：所述空气经预冷机组（3）预冷至5-8°c。

技术总结本技术公开一种单塔深冷脱氢冷量回收系统，通过设置主换热器、主精馏塔、过冷器、储存罐和节流阀，当需要对氮气进行分离时，人们将储存罐内低温液体通入主换热器，空气经纯化后进入主换热器进行换热后进入主精馏塔底部参与精馏，空气经主精馏塔精馏后分为气氮、液空和污气氮，液空经过冷器过冷后，进入主冷凝蒸发器和污气氮换热，液空被气化为富氧空气，污气氮液化为污液氮，污液氮引入主精馏塔上端作为回流液参与精馏，富氧空气经过节流阀节流和过冷器过冷后进入主换热器与主精馏塔精馏后的气氮进行换热后，出冷箱作为产品氮气，不凝气从主冷凝蒸发器上端出气口排出冷箱。技术研发人员：张涛,孟艳受保护的技术使用者：苏州科辰净化设备有限公司技术研发日：20231229技术公布日：2024/8/27