專利名稱：氪氙塔加溫裝置及利用該裝置對氪氙塔加溫的工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對稀有氣體氪、氙提取的工藝及其裝置，具體涉及一種從液氧中提取氪、氙時在不停車的前提下對氪氙塔單獨加溫的氪氙塔加溫裝置及利用該裝置對氪氙塔加溫的工藝。
背景技術：
氪氣和氙氣是國民經(jīng)濟中重要的工業(yè)氣體。目前在我國乃至世界對氪氣和氙氣的需求量繼續(xù)保持高增長，主要原因是其應用領域越來越廣，他們不僅應用在傳統(tǒng)的照明工業(yè)，特別是近年來在建筑門窗、平板電視、電子芯片、空間、衛(wèi)星及醫(yī)療行業(yè)上的應用也正在崛起。工業(yè)制取氪氙有以下幾個途徑從空氣分離裝置的副產(chǎn)品中提??；從合成氨排放氣中提取；從核反應堆的裂變氣中提取。我國目前主要是從空氣分離裝置的副產(chǎn)品中提取氪氣和氙氣。常壓下，氪的沸點為-153. 2°C，氙的沸點為-109. 1°C，均高于氧的沸點為-182. 97°C，因而在空氣分離裝置中，氪氙主要存在于液氧中，由于氪氙在大氣組分中含量很小，氪1. 14X10-6，氙0. 086X10-6。在空分裝置中，隨著空分裝置的大型化，提取氪氙的原料液氧也在幾何數(shù)增長。因此從液氧中回收氪氙蘊藏著巨大的經(jīng)濟前景。下面以液氧自增壓全提取空分設備工藝簡要介紹一下貧氪氙的提取工藝原料空氣經(jīng)過濾、被壓縮至0. 62Mpa (A)，再經(jīng)過空氣預冷系統(tǒng)預冷和分子篩純化系統(tǒng)凈化后，分為兩路一路進入主換熱器與返流的氧氣、氮氣、污氮氣換熱，被冷卻至液化點，出換熱器后分兩股，一股直接進入下塔Cl下部，另一股去氪氙塔的蒸發(fā)器作液氧蒸發(fā)的熱源，被冷凝成液體后進入下塔中下部；一路去增壓透平膨脹機的增壓端，增壓后進入主換熱器冷卻，被冷卻到一定溫度后抽出去膨脹機膨脹，膨脹后的空氣進入上塔C2中部參加精餾；空氣經(jīng)下塔Cl初步精餾后， 獲得液空、純液氮和貧液空，并經(jīng)過冷器過冷節(jié)流后進入上塔C2。經(jīng)上塔進一步精餾后，在上塔底部獲得液氧，分別從主冷中部及上塔低部抽取液氧送入氪氙塔，液氧在氪氙塔內(nèi)進一步精餾后塔頂?shù)玫降蛪貉鯕猓撞繚饪s得到貧氪氙，低壓氧氣進入主式換熱器E1，復熱后出冷箱，進入氧氣管網(wǎng)。自增壓全提取空分設備工藝流程組織中，氪氙塔的設置是以主冷來的液氧為原料并作為塔回流液，氪氙塔蒸發(fā)器以正流空氣為熱源將塔釜中液氧蒸發(fā)，蒸發(fā)的氧氣作為上升氣與上部回流的液氧直接接觸進行傳質(zhì)傳熱，高沸點的Kr、Xe、CH4、C02、N20等被洗滌下來濃縮在塔釜中的液氧中，得到0. 25%Kr+0. 02%Xe的貧氪氙濃縮物。而低沸點的氧氣在塔頂?shù)玫?，并作為產(chǎn)品送出。隨著塔釜液氧中氪氙量的增加，純度的提高5000X10-6的甲烷含量各種結晶物質(zhì)在塔底部積累增加，在液體中，結晶物因比重大小不同，富集的位置也不同，如C02就在液氧的表面，而產(chǎn)品抽出在塔底，很難將它抽出，而N20漂浮在液氧中可能會聚集在蒸發(fā)器的板束通道中，這些雜質(zhì)的結晶物質(zhì)在塔底部積累增加，對高濃度氧環(huán)境的氪氙塔的安全運行造成了威脅。如圖1所示，以往的流程設置為確保氪氙塔運行安全，除在線適時檢測氪氙塔釜里CH4含量，一旦超標即大于5000X 10-6同時也可對其中的其他雜質(zhì)進行在線檢測，需暫停貧氪氙濃縮物的取出，大量抽出液氧產(chǎn)品，直至濃度降低到3000X10-6，穩(wěn)定運行一定時間，才可取貧氪氙濃縮物，若該方法不能有效稀釋雜質(zhì)的濃度，需將整套分餾塔裝置停下來對氪氙塔加溫，雜質(zhì)得以蒸發(fā)通過加溫氣體帶出設備，實現(xiàn)對塔內(nèi)雜質(zhì)的清除。但裝置的停車會對后續(xù)用氣造成影響，且開停車對裝置大加溫造成了能耗。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種結構簡單、操作簡單方便、保障后續(xù)用氣不間斷、最大限度地保障用戶生產(chǎn)、節(jié)約能耗的氪氙塔加溫裝置及利用該裝置對氪氙塔加溫的工藝。本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的一種氪氙塔加溫裝置，包括冷箱、設置在冷箱內(nèi)的主換熱器E1、與穿過主換熱器El的第一管道相連接的氪氙塔C6、與穿過主換熱器El的第二管道相連通的下塔Cl、與下塔Cl相連接的上塔C2、設置在下塔Cl和上塔C2之間的主冷凝器K、設置在上塔C2與氪氙塔C6之間的第三管道和第九管道、設置在氪氙塔C6和下塔 Cl之間的帶有閥門V13的第四管道、設置在氪氙塔C6頂部的第五管道、與第五管道和上塔 C2相連通的第六管道、與第五管道相連通的第七管道、與第七管道和上塔C2相連通的第八管道、設置在氪氙塔C6底部的帶有閥門Vl 1的貧氪氙排放管道、與貧氪氙排放管道相連通的帶有閥門V12的吹除排放管道，所述的氪氙塔C6外部設置有氪氙塔冷箱，在第一管道上設置有加溫通道線，在加溫通道線上設置切斷閥VI，在第四管道上設置吹除管線及吹除閥 V10，在第五管道上設置有返流路加溫通道線，在第五管道、第七管道、第八管道上分別設置有切換閥門￥2、￥3、￥4，在第三管道和第九管道上分別設置有手動閥￥6、￥7。所述第六管道上設置有手動閥V5，在加溫通道線上設置有手動閥V8，在返流路加溫通道線上設置有手動閥V9。所述的切斷閥VI、切換閥門V2、手動閥V7、閥門Vll設置在氪氙塔冷箱內(nèi)部。所述的切換閥門V3、切換閥門V4、手動閥V5、手動閥V6、手動閥V8、手動閥V9、吹除閥V10、閥門V12、閥門V13設置在氪氙塔冷箱外部。一種對氪氙塔的加溫工藝，其工藝過程如下 1)氪氙塔正常工作狀態(tài)
在氪氙塔正常工作時，關閉手動閥V3、手動閥V8、手動閥V9、吹除閥V10、閥門V12，全開手動閥VI、手動閥V2、手動閥V4、手動閥V5、手動閥V6、手動閥V7、閥門V13，閥門Vll根據(jù)貧氪氙純度滿足要求的情況下取量進行開度。2)氪氙塔加溫
在氪氙塔需要加溫時，關閉手動閥V5、手動閥V6、手動閥V7，全開手動閥V3、手動閥V4， 繼續(xù)生產(chǎn)氧氣，關閉手動閥VI、手動閥V2、閥門V13，打開吹除閥V10、閥門Vll排凈液體，后關閉閥門VII，打開手動閥V8、手動閥V9、閥門V12，開始加溫氪氙塔，通過加溫通道線、返流路加溫通道線通入干燥空氣進行氪氙塔及其蒸發(fā)器的加溫，加溫氣將塔內(nèi)及蒸發(fā)器內(nèi)雜質(zhì)汽化并隨之通過吹除管線、吹除排放管道帶出設備，直至加溫氣出口露點到_45°C為止。3)氪氙塔預冷
加溫完畢后，關閉手動閥V8、手動閥V9，微開手動閥VI、手動閥V6，用低溫空氣及液氧預冷氪氙塔及其蒸發(fā)器，直至塔內(nèi)溫度降低到_179°C。4)氪氙塔投入工作
預冷好后，關閉吹除閥VlO、閥門V12，全開手動閥Vl、手動閥V2、手動閥V5、手動閥V6、 手動閥V7，根據(jù)塔負荷需要調(diào)整閥門V13開度，直至完全恢復氪氙塔工作至滿負荷狀態(tài)。所述的手動閥VI、手動閥V2、手動閥V3、手動閥V4、手動閥V5、手動閥V6、手動閥 V7、手動閥V8、手動閥V9、吹除閥V10、閥門V12及閥門V13均為為零泄漏手動閥。本發(fā)明具有如下的積極效果本發(fā)明在對氪氙塔加溫時，可輕松將其與其他流路切斷開，而從上塔底繼續(xù)抽取低壓氧氣產(chǎn)品并入原氧產(chǎn)品通道，這樣對主換熱器工作無影響，且整套裝置不需停車，可短時間快速加溫氪氙塔完畢，然后通過切換閥將氪氙塔切換到原流路。


圖1為傳統(tǒng)對氪氙塔加溫裝置局部結構示意圖。圖2為本發(fā)明對氪氙塔的加溫結構示意圖。
具體實施例方式圖1為傳統(tǒng)對氪氙塔加溫裝置局部結構示意圖。如圖2所示，一種氪氙塔加溫裝置，包括冷箱1、設置在冷箱1內(nèi)的主換熱器E1、與穿過主換熱器El的第一管道2相連接的氪氙塔C6、與穿過主換熱器El的第二管道3相連通的下塔Cl、與下塔Cl相連接的上塔C2、 設置在下塔Cl和上塔C2之間的主冷凝器K、設置在上塔C2與氪氙塔C6之間的第三管道4 和第九管道15、設置在氪氙塔C6和下塔Cl之間的帶有閥門V13的第四管道5、設置在氪氙塔C6頂部的第五管道6、與第五管道6和上塔C2相連通的第六管道7、與第五管道6相連通的第七管道8、與第七管道8和上塔C2相連通的第八管道9、設置在氪氙塔C6底部的帶有閥門Vll的貧氪氙排放管道11、與貧氪氙排放管道11相連通的帶有閥門V12的吹除排放管道12，所述的氪氙塔C6外部設置有氪氙塔冷箱10，在第一管道2上設置有加溫通道線 16，在加溫通道線11上設置切斷閥VI，在第四管道5上設置吹除管線13及吹除閥V10，在第五管道6上設置有返流路加溫通道線14，在第五管道6、第七管道8、第八管道9上分別設置有切換閥門￥2、￥3、￥4，在第三管道4和第九管道15上分別設置有手動閥￥6、乂7。所述第六管道7上設置有手動閥V5，在加溫通道線16上設置有手動閥V8，在返流路加溫通道線14上設置有手動閥V9。所述的切斷閥VI、切換閥門V2、手動閥V7、閥門Vll設置在氪氙塔冷箱10內(nèi)部。所述的切換閥門V3、切換閥門V4、手動閥V5、手動閥V6、手動閥V8、手動閥V9、吹除閥V10、閥門V12、閥門V13設置在氪氙塔冷箱10外部。一種對氪氙塔的加溫工藝，其工藝過程如下 1)氪氙塔正常工作狀態(tài)
在氪氙塔正常工作時，關閉手動閥V3、手動閥V8、手動閥V9、吹除閥V10、閥門V12，全開手動閥VI、手動閥V2、手動閥V4、手動閥V5、手動閥V6、手動閥V7、閥門V13，閥門Vll根據(jù)貧氪氙純度滿足要求的情況下取量進行開度。2)氪氙塔加溫在氪氙塔需要加溫時，關閉手動閥V5、手動閥V6、手動閥V7，全開手動閥V3、手動閥 V4,繼續(xù)生產(chǎn)氧氣，關閉手動閥VI、手動閥V2、閥門V13，打開吹除閥V10、閥門Vll排凈液體，后關閉閥門VII，打開手動閥V8、手動閥V9、閥門V12，開始加溫氪氙塔，通過加溫通道線 16、返流路加溫通道線14通入干燥空氣進行氪氙塔及其蒸發(fā)器的加溫，加溫氣將塔內(nèi)及蒸發(fā)器內(nèi)雜質(zhì)汽化并隨之通過吹除管線13、吹除排放管道12帶出設備，直至加溫氣出口露點到-45°C為止。3)氪氙塔預冷
加溫完畢后，關閉手動閥V8、手動閥V9，微開手動閥VI、手動閥V6，用低溫空氣及液氧預冷氪氙塔及其蒸發(fā)器，直至塔內(nèi)溫度降低到_179°C。4)氪氙塔投入工作
預冷好后，關閉吹除閥VlO、閥門V12，全開手動閥Vl、手動閥V2、手動閥V5、手動閥V6、 手動閥V7，根據(jù)塔負荷需要調(diào)整閥門V13開度，直至完全恢復氪氙塔工作至滿負荷狀態(tài)。所述的手動閥VI、手動閥V2、手動閥V3、手動閥V4、手動閥V5、手動閥V6、手動閥 V7、手動閥V8、手動閥V9、吹除閥V10、閥門V12及閥門V13均為為零泄漏手動閥。本發(fā)明在對氪氙塔加溫處理時，整套裝置不需停車，操作簡單方便，產(chǎn)品正常送出，僅較氪氙塔工作時產(chǎn)品氣量稍有減少，保障了后續(xù)用氣不間斷，最大限度地保障了用戶生產(chǎn)，節(jié)約了能耗。同理本發(fā)明也完全可用于內(nèi)壓縮空分裝置中氪氙塔的加溫。
權利要求
1.一種氪氙塔加溫裝置，包括冷箱(1)、設置在冷箱(1)內(nèi)的主換熱器E1、與穿過主換熱器El的第一管道(2)相連接的氪氙塔C6、與穿過主換熱器El的第二管道(3)相連通的下塔Cl、與下塔Cl相連接的上塔C2、設置在下塔Cl和上塔C2之間的主冷凝器K、設置在上塔 C2與氪氙塔C6之間的第三管道(4)和第九管道(15)、設置在氪氙塔C6和下塔Cl之間的帶有閥門V13的第四管道(5)、設置在氪氙塔C6頂部的第五管道(6)、與第五管道(6)和上塔 C2相連通的第六管道(7)、與第五管道(6)相連通的第七管道(8)、與第七管道(8)和上塔 C2相連通的第八管道(9)、設置在氪氙塔C6底部的帶有閥門Vl 1的貧氪氙排放管道(11)、 與貧氪氙排放管道(11)相連通的帶有閥門V12的吹除排放管道(12)，其特征在于所述的氪氙塔C6外部設置有氪氙塔冷箱(10)，在第一管道(2)上設置有加溫通道線(16)，在加溫通道線(11)上設置切斷閥VI，在第四管道(5)上設置吹除管線(13)及吹除閥V10，在第五管道(6)上設置有返流路加溫通道線(14)，在第五管道(6)、第七管道(8)、第八管道(9)上分別設置有切換閥門V2、V3、V4，在第三管道(4)和第九管道(15)上分別設置有手動閥V6、 V7。
2.根據(jù)權利要求1所述的氪氙塔加溫裝置，其特征在于所述第六管道(7)上設置有手動閥V5，在加溫通道線(16)上設置有手動閥V8，在返流路加溫通道線(14)上設置有手動閥 V9。
3.根據(jù)權利要求1所述的氪氙塔加溫裝置，其特征在于所述的切斷閥VI、切換閥門 V2、手動閥V7、閥門Vll設置在氪氙塔冷箱(10)內(nèi)部。
4.根據(jù)權利要求2所述的氪氙塔加溫裝置，其特征在于所述的切換閥門V3、切換閥門 V4、手動閥V5、手動閥V6、手動閥V8、手動閥V9、吹除閥V10、閥門V12、閥門V13設置在氪氙塔冷箱(10)外部。
5.一種利用權利要求1所述的氪氙塔加溫裝置對氪氙塔的加溫工藝，其特征在于其工藝過程如下1)氪氙塔正常工作狀態(tài)在氪氙塔正常工作時，關閉手動閥V3、手動閥V8、手動閥V9、吹除閥V10、閥門V12，全開手動閥VI、手動閥V2、手動閥V4、手動閥V5、手動閥V6、手動閥V7、閥門V13，閥門Vll根據(jù)貧氪氙純度滿足要求的情況下取量進行開度；2)氪氙塔加溫在氪氙塔需要加溫時，關閉手動閥V5、手動閥V6、手動閥V7，全開手動閥V3、手動閥V4， 繼續(xù)生產(chǎn)氧氣，關閉手動閥VI、手動閥V2、閥門V13，打開吹除閥V10、閥門Vll排凈液體，后關閉閥門VII，打開手動閥V8、手動閥V9、閥門V12，開始加溫氪氙塔，通過加溫通道線(16)、 返流路加溫通道線(14)通入干燥空氣進行氪氙塔及其蒸發(fā)器的加溫，加溫氣將塔內(nèi)及蒸發(fā)器內(nèi)雜質(zhì)汽化并隨之通過吹除管線(13)、吹除排放管道(12)帶出設備，直至加溫氣出口露點到-45°C為止；3)氪氙塔預冷加溫完畢后，關閉手動閥V8、手動閥V9，微開手動閥VI、手動閥V6，用低溫空氣及液氧預冷氪氙塔及其蒸發(fā)器，直至塔內(nèi)溫度降低到_179°C ；4)氪氙塔投入工作預冷好后，關閉吹除閥VlO、閥門V12，全開手動閥Vl、手動閥V2、手動閥V5、手動閥V6、手動閥V7，根據(jù)塔負荷需要調(diào)整閥門V13開度，直至完全恢復氪氙塔工作至滿負荷狀態(tài)。
6.根據(jù)權利要求5所述的氪氙塔加溫工藝，其特征在于所述的手動閥VI、手動閥V2、 手動閥V3、手動閥V4、手動閥V5、手動閥V6、手動閥V7、手動閥V8、手動閥V9、吹除閥V10、 閥門V12及閥門V13均為為零泄漏手動閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從液氧中提取氪、氙時在不停車的前提下對氪氙塔單獨加溫的氪氙塔加溫裝置及利用該裝置對氪氙塔加溫的工藝，氪氙塔C6外部設置有氪氙塔冷箱，在第一管道上設置有加溫通道線，在加溫通道線上設置切斷閥V1，在第四管道上設置吹除管線及吹除閥V10，在第五管道上設置有返流路加溫通道線，在第五管道、第七管道、第八管道、第六管道上分別設置有切換閥門V2、V3、V4、V5，在第三管道和第九管道上分別設置有手動閥V6、V7；該工藝在對氪氙塔加溫處理時，整套裝置不需停車，操作簡單方便，產(chǎn)品正常送出，僅較氪氙塔工作時產(chǎn)品氣量稍有減少，保障了后續(xù)用氣不間斷，最大限度地保障了用戶生產(chǎn)，節(jié)約了能耗。
文檔編號C01B23/00GK102167294SQ20111003795
公開日2011年8月31日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權日2011年2月15日
發(fā)明者李美玲, 翟彥邦, 馬源 申請人:開封空分集團有限公司