一種從液氧中提取粗氪氙的設(shè)備及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從液氧中提取粗氪氙的設(shè)備及方法，包括蒸餾塔、氧液化器和液氧罐，蒸餾塔的中部與來自空分設(shè)備的液氧相連，蒸餾塔氣相出口與氧液化器相連，氧液化器的底部與液氧罐相連；所述設(shè)備還包括與中壓氮?dú)庀噙B的回?zé)崾綗峤粨Q器，回?zé)崾綗峤粨Q器的出口與蒸餾塔塔底的蒸發(fā)器相連；蒸發(fā)器的液氮出口分別與蒸餾塔塔頂?shù)睦淠骱脱跻夯飨噙B。所述方法包括：液氧進(jìn)入蒸餾塔進(jìn)行蒸餾分離，中壓氮經(jīng)回?zé)崾綗峤粨Q器換熱后進(jìn)入蒸發(fā)器中作為熱源使用，加熱蒸餾塔中的液氧，在塔頂?shù)玫窖鯕獠⑦M(jìn)入氧液化器中液化成液氧后進(jìn)入液氧罐中回收利用；蒸發(fā)器中的氮被冷凝成液氮；蒸餾塔塔釜得到粗氪氙濃縮物。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)高純度氧和氪氙濃縮物的分離回收。
【專利說明】一種從液氧中提取粗氦氙的設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種從來自空分設(shè)備的液氧中提取粗氪氙濃縮物的設(shè)備及方法，屬于空氣分離領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)外一些領(lǐng)先的公司-空氣分離和低溫技術(shù)的制造商開始生產(chǎn)空分設(shè)備，但在整體空氣分離流程中并不包括氪氙濃縮物的單元，即這些制造商生產(chǎn)的空分設(shè)備未提供提取氪氙的部分。目前全球范圍內(nèi)均在尋求提取氪氙的技術(shù)解決方案，最初出現(xiàn)的技術(shù)解決方案，是從空分設(shè)備中去除有爆炸危險(xiǎn)的雜質(zhì)氙。然而，隨著對(duì)氪的需求量不斷增加，需要更新的技術(shù)解決方案，在這種情況下，不僅需要提取氙，還需要對(duì)氪進(jìn)行分離提取。由于在空分設(shè)備中分離出來的液氧中的氪氙濃縮物大于正常值且小于粗氪氙，因此需要建立氪氙濃縮物的遠(yuǎn)端提取單元。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、提取效率高的用于從液氧中提取粗氪氙濃縮物的設(shè)備及提取方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種從液氧中提取粗氪氙的設(shè)備，包括蒸餾塔、氧液化器和液氧罐，所述蒸餾塔的中部與來自空分設(shè)備的液氧相連，蒸餾塔的塔底和塔頂分別設(shè)有一蒸發(fā)器和冷凝器；蒸餾塔上部的氣相出口通過管道與氧液化器相連，所述氧液化器的底部通過管道與用于收集液氧的液氧罐相連；所述的設(shè)備還包括與中壓氮?dú)庀噙B的回?zé)崾綗峤粨Q器，所述回?zé)崾綗峤粨Q器的出口通過管道與蒸發(fā)器相連；蒸發(fā)器的液氮出口通過管道分別與冷凝器和氧液化器相連。
[0006]優(yōu)選的是:所述冷凝器和氧液化器的液氮出口通過管道與回?zé)崾綗峤粨Q器相連。
[0007]優(yōu)選的是:所述的設(shè)備還包括設(shè)于各連接管道上的節(jié)流閥。
[0008]一種利用如上所述的設(shè)備從液氧中提取粗氪氙的方法，所述方法包括:來自空分設(shè)備的含有氪氙的液氧進(jìn)入蒸餾塔，進(jìn)行蒸餾分離，中壓氮經(jīng)回?zé)崾綗峤粨Q器換熱冷卻后進(jìn)入蒸發(fā)器中作為熱源使用，加熱蒸餾塔中的液氧，使氧形成氧蒸汽上升，在蒸餾塔塔頂?shù)玫降姆蛛x后的氧氣進(jìn)入氧液化器中液化成液氧后進(jìn)入液氧罐中回收利用；蒸發(fā)器中的氮被冷凝成液氮，蒸餾塔的塔釜得到粗氪氙濃縮物。
[0009]優(yōu)選的是:蒸發(fā)器中的液氮分成兩股液氮流，其中一股液氮流經(jīng)節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸餾塔的冷凝器中作為液氧的冷凝回流液使用；另一股液氮流經(jīng)節(jié)流降壓后進(jìn)入氧液化器中成為氧氣的冷凝液使用。
[0010]優(yōu)選的是:進(jìn)入蒸餾塔中的液氮的壓力為3.5個(gè)大氣壓。
[0011]優(yōu)選的是:進(jìn)入氧液化器中的液氧的壓力為4個(gè)大氣壓。
[0012]優(yōu)選的是:氧液化器和冷凝器中的低溫液氮返回至回?zé)崾綗峤粨Q器中復(fù)熱回收。[0013]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)高純度氧和氪氙濃縮物的分離回收；以中壓氮作為蒸餾塔內(nèi)蒸餾分離的熱源，同時(shí)，氮自身被冷凝成液氮后作為蒸餾塔內(nèi)的回流冷凝液以及氧蒸汽的冷凝液使用，此外，低溫液氮可與中壓氮換熱復(fù)熱后回收利用，實(shí)現(xiàn)了氮源的循環(huán)利用，節(jié)省了能耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1示出了本發(fā)明所述的從液氧中提取粗氪氙設(shè)備的工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。
[0016]如附圖1所示，本發(fā)明所述的從液氧中提取粗氪氙的設(shè)備，包括蒸餾塔1、氧液化器4和液氧罐6，所述蒸餾塔I的塔底和塔頂分別設(shè)有蒸發(fā)器2和冷凝器3，其中部與來自空分設(shè)備的液氧相連，蒸餾塔I上部的氣相出口通過管道與氧液化器4相連，所述氧液化器4的底部通過管道與用于收集液氧的液氧罐6相連；本發(fā)明所述的從液氧中提取粗氪氙的設(shè)備還包括與中壓氮?dú)庀噙B的回?zé)崾綗峤粨Q器5，所述中壓氮?dú)饪梢詠碜杂诳辗衷O(shè)備，亦可是其它來源的中壓氮?dú)?；所述回?zé)崾綗峤粨Q器5的出口通過管道與蒸發(fā)器2相連，且蒸發(fā)器2底部的液氮出口通過管道分別與冷凝器3和氧液化器4相連，冷凝器3和氧液化器4中的液氮通過管道返回至回?zé)崾綗峤粨Q器5中復(fù)熱后回收利用。所述蒸餾塔I的塔頂還設(shè)有未冷凝氧氣出口 ；蒸餾塔I的塔釜設(shè)有粗氪氙濃縮物出口 ；此外，本發(fā)明所述的從液氧中提取粗氪氙的設(shè)備還包括設(shè)于各連接管道上的節(jié)流閥。
[0017]利用本發(fā)明如上所述的設(shè)備從液氧中提取粗氪氙的方法，其過程為:來自空分設(shè)備的含有氪氙的液氧經(jīng)管道進(jìn)入到蒸餾塔I的中部，進(jìn)行蒸餾分離，洗去液氧中的氪氙，來自空分設(shè)備的中壓氮經(jīng)過回?zé)崾綗峤粨Q器5換熱冷卻后進(jìn)入蒸發(fā)器2中作為熱源使用，力口熱蒸餾塔I中的液氧中的氧形成氧蒸汽上升至蒸餾塔I的塔頂，在塔頂?shù)玫椒蛛x后的氧氣，并經(jīng)蒸餾塔I上部的氣體出口進(jìn)入氧液化器4中，液氧中的粗氪氙濃縮物下降至蒸餾塔I塔釜回收以做進(jìn)一步處理，蒸餾塔I內(nèi)未被冷凝的氧氣可經(jīng)蒸餾塔I塔頂?shù)奈蠢淠鯕獬隹谥苯俞尫胖链髿庵?；蒸發(fā)器2中的氮自身被冷凝成液氮后分兩股液氮流，其中一股液氮流經(jīng)節(jié)流閥將壓力降至3.5個(gè)大氣壓后通過管道進(jìn)入到蒸餾塔I塔頂?shù)睦淠?中成為蒸餾塔I中液氧的冷凝回流液，蒸發(fā)器2中的另一股液氮流經(jīng)節(jié)流閥將壓力降至4個(gè)大氣壓后通過管道進(jìn)入到氧液化器4中成為氧氣的冷凝液，氧液化器4中的氧蒸汽液化成液氧后經(jīng)管道進(jìn)入到液氧罐6中進(jìn)行儲(chǔ)存以備后續(xù)使用；氧液化器4和冷凝器3中的低溫液氮分別經(jīng)管路回流至回?zé)崾綗峤粨Q器5中，與來自空分設(shè)備的中壓氮換熱復(fù)熱后回收利用。表I示出了本發(fā)明各設(shè)備的最佳操作數(shù)據(jù):
[0018]表I本發(fā)明中各設(shè)備的最佳操作數(shù)據(jù)
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種從液氧中提取粗氪氙的設(shè)備，其特征在于:包括蒸餾塔、氧液化器和液氧罐，所述蒸餾塔的中部與來自空分設(shè)備的液氧相連，蒸餾塔的塔底和塔頂分別設(shè)有一蒸發(fā)器和冷凝器；蒸餾塔上部的氣相出口通過管道與氧液化器相連，所述氧液化器的底部通過管道與用于收集液氧的液氧罐相連；所述的設(shè)備還包括與中壓氮?dú)庀噙B的回?zé)崾綗峤粨Q器，所述回?zé)崾綗峤粨Q器的出口通過管道與蒸發(fā)器相連；蒸發(fā)器的液氮出口通過管道分別與冷凝器和氧液化器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于:所述冷凝器和氧液化器的液氮出口通過管道與回?zé)崾綗峤粨Q器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1?2任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于:所述的設(shè)備還包括設(shè)于各連接管道上的節(jié)流閥。
4.一種利用如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備從液氧中提取粗氪氙的方法，其特征在于:所述方法包括:來自空分設(shè)備的含有氪氙的液氧進(jìn)入蒸餾塔，進(jìn)行蒸餾分離，中壓氮經(jīng)回?zé)崾綗峤粨Q器換熱冷卻后進(jìn)入蒸發(fā)器中作為熱源使用，加熱蒸餾塔中的液氧，使氧形成氧蒸汽上升，在蒸餾塔塔頂?shù)玫降姆蛛x后氧氣進(jìn)入氧液化器中液化成液氧后進(jìn)入液氧罐中回收利用；蒸發(fā)器中的氮被冷凝成液氮；蒸餾塔的塔釜得到粗氪氙濃縮物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:蒸發(fā)器中的液氮分成兩股液氮流，其中一股液氮流經(jīng)節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸餾塔的冷凝器中作為液氧的冷凝回流液使用；另一股液氮流經(jīng)節(jié)流降壓后進(jìn)入氧液化器中成為氧氣的冷凝液使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:進(jìn)入蒸餾塔中的液氮的壓力為3.5個(gè)大氣壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:進(jìn)入氧液化器中的液氧的壓力為4個(gè)大氣壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求4?7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:氧液化器和冷凝器中的低溫液氮返回至回?zé)崾綗峤粨Q器中復(fù)熱回收。
【文檔編號(hào)】F25J3/04GK103743195SQ201410036253
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】邦達(dá)連科·維塔利·列昂尼多, 布朗斯坦·亞歷山大·謝米諾維奇, 拉祥科夫·尼古拉·彼得羅維奇, 瓦羅金切夫·瓦列里·鮑里斯維奇, 切列泊諾夫·瓦倫汀·伊萬諾維奇, 阿列克謝·佛拉吉拉夫·瓦西里耶維奇 申請人:俄羅斯深冷機(jī)械制造股份公司