一種用於高純液氮提取的氣液分離裝置的製作方法

2023-09-09 18:16:30 1

專利名稱：一種用於高純液氮提取的氣液分離裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於全液體空氣分離設備技術領域，具體涉及一種用於高純液氮提取的氣液分離裝置。
背景技術：
氮氣是空氣的主要成分，在室溫和大氣壓力下是是無色、無味、無毒和不可燃的氣體，沸點為-195. 8°C，化學性質不活潑。除合成氨外，氮氣通常被作為保護氣廣泛用於冶金、化工、煤炭、食品、醫藥、電子、磁材、運輸、熱處理、輪胎、熱電、航空等行業。一些領域內的應用對氮氣的純度有嚴格的要求，例如，在浮法玻璃工藝中要求氮氣的純度為99. 9995%，無氫；熱處理工藝中對氮氣純度要求為99. 9995% ;鋁材料加工對氮氣的純度要求為99. 9995%，無氫，否則會有「氫胞」現象。氮氣純化的方法主要有吸附法、變壓吸附法、 膜分離法等。全液體空氣分離系統是生產液氧、液氮、液氬等液體空分產品的空氣分離系統，由分子篩吸附淨化，增壓透平膨脹製冷，全精餾無氫制氬等系統組成。在全液體空分系統中的高純液氮提取部分，液氮經節流後會有一小部分氣化，在設備運行過程中，上塔壓力波動較大，上塔阻力以及出過冷器的液氮溫度偏高，影響了液氮的純度。
發明內容本實用新型的目的是為了穩定高純液氮提取裝置的運行工況，提高液氮產品的純度，而提供一種用於高純液氮提取的氣液分離裝置。為了實現以上目的，本實用新型所採用的技術方案是一種用於高純液氮提取的氣液分離裝置，包括第一氣液分離器I和第二氣液分離器2，第一氣液分離器I罐體的直徑和高度均大於第二氣液分離器2罐體的直徑和高度,液氮從第一氣液分離器I流到第二氣液分離器2中，保證第二氣液分離器2罐體中充滿液氮。所述的第一氣液分離器I底部與第二氣液分離器2底部通過第一管道5和第二管道7連通，第二氣液分離器2頂部設有回流管9。所述的第一氣液分離器I頂部連接第一氮氣出口管6，所述第一氮氣出口管6連接有氮氣出口總管11。所述的第一氣液分離器I和第二氣液分離器2安裝在同一水平位置。採用本實用新型的用於高純液氮提取的氣液分離裝置的工作流程為經過節流的液氮經液氮進口管4進入第一氣液分離器I除去液氮中的氣體，由於連通器原理，分離後的液氮經第一氣液分離器I底部的第一管道5和第二氣液分離器2底部的第二氣液出口管7進入第二氣液分離器2，第二氣液分離器2罐體中充滿液體，其中一部分經第二氣液分離器2頂部的回流管9回流到上塔3的上部，另一部分作為產品經底部第二管道7流入液氮出口總管8。第一氣液分離器I分離出的氣體經第一氮氣出口管6進入氮氣出口總管11，上塔3產生的氮氣經上塔氮氣出口管10進入氮氣出口總管11。[0010]作為本實用新型的進一步改進，所述的第二管道7自第二氣液分離器2底部深入到罐體內的上部，作為第二氣液分離器2的液氮進口，所述第二氣液分離器2的底部設有液氮出口總管8，作為液氮產品出口。工作時，第一氣液分離器I罐體內的液氮經第一管道5和第二管道7進入第二氣液分離器2，第二氣液分離器2罐體內充滿液氮，其中一部分經回流管9回流到上塔3，另一部分作為產品經底部液氮出口總管8取出。本實用新型的氣液分離裝置採用雙罐結構，液氮從第一氣液分離器流到第二氣液分離器，保證第二氣液分離器罐體內充滿液氮，該液氮部分作為產品取出，該裝置保證了連續提取高純液氮而不引起氮純度的波動，穩定了高純液氮提取的工況，同時因產品的氣化率減少，相應的產量也得到了提高。

圖I為用於高純液氮提取的氣液分離裝置結構示意圖；圖2為本實用新型另一種實施方式的結構示意圖；圖中標號說明1-第一氣液分離器，2-第二氣液分離器,3-上塔,4-液氮進口管，5-第一管道，6-第一氮氣出口管，7-第二管道，8-液氮出口總管，9-回流管，10-上塔氮氣出口管，11-氮氣出口總管。
具體實施方式
如圖I所示，一種用於高純液氮提取的氣液分離裝置，包括第一氣液分離器I和第二氣液分離器2,第一氣液分離器I罐體的直徑和高度均大於第二氣液分離器2罐體的直徑和高度，液氮從第一氣液分離器I流到第二氣液分離器2中，保證第二氣液分離器2罐體中充滿液氮。所述的第一氣液分離器I底部與第二氣液分離器2底部通過第一管道5和第二管道7連通，第二氣液分離器2頂部與上塔3上部通過回流管9連通。所述的第一氣液分離器I頂部連接第一氮氣出口管6，與上塔3頂部的上塔氮氣出口管10 —起並聯接入氮氣出口總管11。所述的第一氣液分離器I和第二氣液分離器2安裝在同一水平位置。所述的第二管道7自第二氣液分離器2底部深入到罐體內的上部，作為第二氣液分離器2的液氮進口，所述的液氮出口總管8設置在第二氣液分離器2的底部，作為液氮產品出口。採用本實用新型的用於高純液氮提取的氣液分離裝置的工作流程為經過節流的液氮經液氮進口管4進入第一氣液分離器I除去液氮中的氣體，由於連通器原理，分離後的液氮經第一氣液分離器I底部的第一管道5和第二氣液分離器2底部的第二氣液出口管7進入第二氣液分離器2，第二氣液分離器2罐體中充滿液體，其中一部分經第二氣液分離器2頂部的回流管9回流到上塔3的上部，另一部分作為產品經底部第二管道7流入液氮出口總管8。第一氣液分離器I分離出的氣體經第一氮氣出口管6進入氮氣出口總管11，上塔3產生的氮氣經上塔氮氣出口管10進入氮氣出口總管11。根據本實施例對現有設備進行改造，設備連續運行24h後，觀察系統，並與改造前作對比,如下表所示，上塔壓力較以前有所降低,液氮的純度大大提高了。
~I 改造前 I 改造肩—
權利要求1.一種用於高純液氮提取的氣液分離裝置，其特徵在於包括第一氣液分離器(I)和第二氣液分離器(2)，第一氣液分離器(I)罐體的直徑和高度均大於第二氣液分離器(2)罐體的直徑和高度，液氮從第一氣液分離器(I)流到第二氣液分離器(2)中，保證第二氣液分離器(2)罐體中充滿液氮。
2.根據權利要求I所述的用於高純液氮提取的氣液分離裝置，其特徵在於所述的第一氣液分離器(I)底部與第二氣液分離器(2)底部通過第一管道(5)和第二管道(7)連通，第二氣液分離器(2)頂部設有回流管(9)。
3.根據權利要求I所述的用於高純液氮提取的氣液分離裝置，其特徵在於所述的第一氣液分離器(I)頂部連接第一氮氣出口管出)，所述第一氮氣出口管(6)連接有氮氣出口總管(11)。
4.根據權利要求I所述的用於高純液氮提取的氣液分離裝置，其特徵在於所述的第一氣液分離器(I)和第二氣液分離器(2)安裝在同一水平位置。
5.根據權利要求2所述的用於高純液氮提取的氣液分離裝置，其特徵在於所述的第二管道(7)自第二氣液分離器(2)底部深入到罐體內的上部，作為第二氣液分離器(2)的液氮進口，所述第二氣液分離器(2)的底部設有液氮出口總管(8)，作為液氮產品出口。
專利摘要本實用新型公開了一種用於高純液氮提取的氣液分離裝置，包括第一氣液分離器和第二氣液分離器，第一氣液分離器罐體的直徑和高度均大於第二氣液分離器罐體的直徑和高度。工作時，由於連通器原理，液氮從第一氣液分離器流到第二氣液分離器中，保證第二氣液分離器罐體中充滿液氮，第二氣液分離器中的液氮一部分作為上塔的回流液，另一部分作為產品取出。本實用新型的氣液分離裝置採用雙罐結構，在全液體空氣分離裝置中，保證了連續提取高純液氮而不引起氮純度的波動，穩定了高純液氮提取的工況，同時因產品的氣化率減少，相應的產量也得到了提高。
文檔編號B01D19/00GK202766294SQ20122040209
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月14日 優先權日2012年8月14日
發明者陳孝通, 李保昌, 劉玉榮, 張永勝, 王兆駿, 劉翔, 秦書廣 申請人:鄭州瑞氣氣體有限公司