專利名稱：氮膨脹循環(huán)內(nèi)液化回收氮、氧產(chǎn)品的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣分離產(chǎn)品回收裝置，尤其涉及一種氮膨脹循環(huán)內(nèi)液化回收氮、氧產(chǎn)品的裝置。
現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)，煉鋼、煉鐵離不開氧氣、氮?dú)?。如煉鋼用氧氣進(jìn)行吹氧脫碳，冶煉鋼水；高爐噴煤用氮?dú)庾鳛榉勖旱妮斔蜌怏w等。與煉鋼、煉鐵配套的空氣分離設(shè)備，經(jīng)常與煉鋼、煉鐵生產(chǎn)不相適應(yīng)而迫使大量的產(chǎn)品氧氣、氮?dú)夥派ⅲ斐少Y源浪費(fèi)，運(yùn)行成本高。許多企業(yè)為了減少這種放散，采取了各種措施，如安裝外液化裝置，增加貯存設(shè)備容量，加大空分變負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，加強(qiáng)在線電話聯(lián)系等。近年來，外液化裝置作為最有效的負(fù)荷調(diào)節(jié)手段，越來越得到廣泛應(yīng)用，但是，配備外液化裝置，需要配置高、低溫兩臺(tái)膨脹機(jī)，一臺(tái)主換熱器，一臺(tái)液化器，還有獨(dú)立的冷箱等。系統(tǒng)設(shè)備多，管線復(fù)雜，操作工序多，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，投資大。
本發(fā)明的目的是提供一種投資小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，啟動(dòng)時(shí)間短，大大提高空氣分離產(chǎn)品利用率的氮膨脹循環(huán)內(nèi)液化回收氮、氧產(chǎn)品的裝置。
現(xiàn)有的空氣分離設(shè)備系統(tǒng)通常設(shè)置兩套增壓膨脹機(jī)，一套正常運(yùn)行，另一套備用。本發(fā)明的創(chuàng)意是充分利用現(xiàn)有設(shè)備，增設(shè)液化器、氣液分離器來完成本發(fā)明裝置。該裝置包括氮壓機(jī)、增壓機(jī)、膨脹機(jī)、液化器、氣液分離器、精餾上塔、液氮貯槽及閥門管線，其特征在于液化器設(shè)置兩條通道，一條通道上部進(jìn)口通過管線閥門與增壓機(jī)的出口相聯(lián)，中部出口通過管線閥門與膨脹機(jī)的進(jìn)口相聯(lián)，下部出口通過管線閥門與氣液分離器的上部進(jìn)口相聯(lián)，另一條通道下部進(jìn)口通過管線閥門與膨脹機(jī)出口相聯(lián)，上部出口通過管線閥門與氮壓機(jī)進(jìn)口相聯(lián)；氣液分離器設(shè)置三個(gè)出口，頂部出口通過管線閥門與污氮管網(wǎng)相聯(lián)，下部出口通過管線節(jié)流閥門與精餾上塔上部進(jìn)口相聯(lián)，底部出口通過管線閥門與液氮貯槽進(jìn)口相聯(lián)。當(dāng)管網(wǎng)用戶氮?dú)庑枨罅繙p少到一定量，即氮?dú)飧挥鄷r(shí)，可以進(jìn)行氮膨脹循環(huán)內(nèi)液化操作，關(guān)閉與本裝置無關(guān)的閥門，來自氮壓機(jī)1.6～2.5MPa管網(wǎng)氮?dú)馔ㄟ^節(jié)流閥門被節(jié)流至0.5～0.6MPa，進(jìn)入增壓機(jī)增壓至0.8～1.0MPa，通過管線閥門進(jìn)入液化器進(jìn)行換熱，一部分氮?dú)鈴囊夯髦胁砍隹诒灰?，通過管線閥門進(jìn)入氮膨脹機(jī)，此時(shí)進(jìn)口溫度為-135℃～-137℃，經(jīng)過氮膨脹機(jī)膨脹后溫度下降到-181℃～-183℃，壓力為0.06～0.08MPa，膨脹后的氮?dú)馔ㄟ^管線閥門又進(jìn)入液化器作為液化的冷源，經(jīng)過液化器復(fù)熱后回流到氮壓機(jī)的進(jìn)口；另一部分氮?dú)獗慌蛎浐蠓盗骰匾夯鞯牡蜏氐獨(dú)庖夯梢旱?，并且過冷到-180℃，流入到低于膨脹機(jī)輸出壓力的氣液分離器，液氮進(jìn)入氣液分離器后，氣體部分通過頂部的出口進(jìn)入污氮管網(wǎng)，進(jìn)行冷量回收，液體部分直接進(jìn)入液氮貯槽，或通過下部出口經(jīng)節(jié)流到0.045～0.055MPa與來自精餾下塔的液氮一起作為回流液回流到精餾上塔，參與精餾，經(jīng)過冷量的轉(zhuǎn)移，使部分精餾上塔內(nèi)的飽和氧蒸氣液化，轉(zhuǎn)換出液氧，貯存在精餾塔上塔的底部。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是1、氮膨脹循環(huán)內(nèi)液化裝置充分利用了現(xiàn)有的設(shè)備，只需增加一個(gè)液化器和一個(gè)氣液分離器及少量閥門管線，所增加的部件占地面積很小，并且全部設(shè)置在現(xiàn)有的大冷箱中，所以流程短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資小。
2、外液化裝置由于系統(tǒng)設(shè)備多，管線復(fù)雜，操作工序多，啟動(dòng)時(shí)間需4小時(shí)，而本裝置相對(duì)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)僅需0.5小時(shí)，故操作方便，啟動(dòng)時(shí)間短。
3、富余氮?dú)馔ㄟ^液化器后一部分氮?dú)夥祷氐獕簷C(jī)，另一部分氮?dú)庖夯梢旱A存或返流回精餾上塔進(jìn)行液氮、液氧轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換出液氧產(chǎn)品，大大提高了空氣分離產(chǎn)品的利用率，減少放散損失。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1所示，液化器1設(shè)置有兩條通道，一條通道上部進(jìn)口連接管線閥門2與增壓機(jī)3的出口相聯(lián)通，目的使增壓后的氮?dú)饽苓M(jìn)入液化器換熱，中部出口連接管線閥門4與膨脹機(jī)5的進(jìn)口相聯(lián)通，下部出口連接管線閥門6與氣液分離器7的上部進(jìn)口相聯(lián)通，能使經(jīng)過熱交換的氮?dú)庖夯梢旱魅霘庖悍蛛x器；另一通道下部進(jìn)口連接管線閥門8與膨脹機(jī)5進(jìn)口相聯(lián)通，上部出口連接管線閥門9與氮壓機(jī)10進(jìn)口相聯(lián)通，能使部分被膨脹后的氮?dú)鈴?fù)熱后回流到氮壓機(jī)10進(jìn)口，為防止負(fù)荷過大，該管線上還設(shè)有緊急放散閥11。氣液分離器7設(shè)置了三個(gè)出口，頂部出口連接管線閥門12與污氮管網(wǎng)相聯(lián)通，用于冷量回收；下部出口連接管線閥門13與精餾上塔14上部進(jìn)口相聯(lián)通，使液氮能回流到精餾上塔14參與精餾；底部出口連接管線閥門15與液氮貯槽16進(jìn)口相聯(lián)通。整個(gè)裝置設(shè)置在現(xiàn)有的大冷箱內(nèi)。當(dāng)管網(wǎng)用戶氮?dú)庑枨罅繙p少到一定量，氮?dú)庥懈挥鄷r(shí)，即可進(jìn)行氮膨脹循環(huán)內(nèi)液化回收氮、氧產(chǎn)品的操作。此時(shí)關(guān)閉膨脹空氣管道閥門17、18、19、20、21，打開節(jié)流閥門22，來自氮壓機(jī)10的1.6MPa管網(wǎng)氮?dú)馔ㄟ^節(jié)流閥門22被節(jié)流至0.5MPa，進(jìn)入增壓機(jī)3增壓至0.8MPa，通過管線閥門2進(jìn)入液化器1進(jìn)行換熱，一部分氮?dú)鈴囊夯?中部出口被引出，通過管線閥門4進(jìn)入膨脹機(jī)5，進(jìn)口溫度為-136℃，經(jīng)過氮膨脹機(jī)5膨脹后溫度下降到-182℃，壓力為0.06MPa，膨脹后的氮?dú)馔ㄟ^管線閥門8又進(jìn)入液化器1作為液化的冷源，經(jīng)過液化器1復(fù)熱后回流到氮壓機(jī)10的進(jìn)口；另一部分氮?dú)獗慌蛎浐蠓盗骰匾夯?的低溫氮?dú)庖夯梢旱?，并且過冷到-180℃，通過液化器1下部出口經(jīng)管線閥門6流入到低于膨脹機(jī)5輸出壓力的氣液分離器7，液氮進(jìn)入氣液分離器7后，變成氣體部分通過頂部的出口經(jīng)管線閥門12進(jìn)入污氮管網(wǎng)，進(jìn)行冷量回收，液體部分通過管線閥門15直接進(jìn)入液氮貯槽16。若要將液氮轉(zhuǎn)換為液氧，則關(guān)閉閥門15，液氮通過下部出口經(jīng)節(jié)流閥門13節(jié)流到壓力0.05MPa與來自精餾下塔(圖中未示出)的液氮一起作為回流液回流到精餾上塔14，參與精餾，經(jīng)過冷量的轉(zhuǎn)移，使部分精餾上塔14內(nèi)的飽和氧蒸氣液化，轉(zhuǎn)換出液氧，貯存在精餾塔的底部。
本發(fā)明涉及的液化器、氣液分離器均已公知公用，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)這里不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種氮膨脹循環(huán)內(nèi)液化回收氮、氧產(chǎn)品的裝置，包括氮壓機(jī)、增壓機(jī)、膨脹機(jī)、液化器、氣液分離器、精餾上塔、液氮貯槽及閥門管線，其特征在于液化器設(shè)置兩條通道，一條通道上部進(jìn)口通過管線閥門與增壓機(jī)的出口相聯(lián)，中部出口通過管線閥門與膨脹機(jī)的進(jìn)口相聯(lián)，下部出口通過管線閥門與氣液分離器的上部進(jìn)口相聯(lián)，另一通道下部進(jìn)口通過管線閥門與膨脹機(jī)出口相聯(lián)，上部出口通過管線閥門與氮壓機(jī)進(jìn)口相聯(lián)；氣液分離器設(shè)置三個(gè)出口，頂部出口通過管線閥門與污氮管網(wǎng)相聯(lián)，下部出口通過管線節(jié)流閥門與精餾上塔上部進(jìn)口相聯(lián)，底部出口通過管線閥門與液氮貯槽進(jìn)口相聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氮膨脹循環(huán)內(nèi)液化回收氮、氧產(chǎn)品的裝置，其主要特點(diǎn)是設(shè)置液化器、氣液分離器及閥門管線，其液化器有兩個(gè)通道，一通道進(jìn)口與增壓機(jī)出口相聯(lián)，兩個(gè)出口分別與膨脹機(jī)進(jìn)口、氣液分離器進(jìn)口相聯(lián)；另一通道進(jìn)口與膨脹機(jī)出口相聯(lián)，出口與氮壓機(jī)進(jìn)口相聯(lián)；氣液分離器設(shè)置三個(gè)出口，分別與污氮管網(wǎng)、精餾上塔進(jìn)口、液氮貯槽進(jìn)口相聯(lián)。本發(fā)明能取代現(xiàn)有的外液化裝置，具有投資小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、啟動(dòng)時(shí)間短、回收氮、氧產(chǎn)品，大大提高空分產(chǎn)品利用率的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F25J1/00GK1979069SQ20051013091
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
發(fā)明者萬建余, 徐福根, 廖余平 申請(qǐng)人:新余鋼鐵有限責(zé)任公司