空气分离技术(空气分离与提纯系统及方法与流程)

背景:

空子设备常以空气体为原料,通过压缩、循环、深冷等方法将其变成液体,然后对液化气进行精馏,从液体空气体中逐渐分离出氧气、氮气、氩气等惰性气体。在现有技术中,空子设备为提高气体的纯度做出了不懈的努力。空设备一般包括空压机、净化器、精馏塔。空压机又称空空气压缩机,一般提供空气动力。它是机电引气源装置的主体,是气动系统的核心设备。它是将原动机(通常是电机)的机械能转化为空气压力能的装置,是压缩空空气的压力发生器。

在相关技术中,空设备不能有效地分离纯氧、纯氮和纯氩产品。

因此,有必要提供一种新的空气体分离和纯化系统和方法来解决上述技术问题。

技术要素:

本发明的主要目的是提供一种空气体分离提纯系统,以解决相关技术中分离设备无法高效分离纯氧、纯氮和纯氩产品的技术问题。

为实现上述目的,本发明提供的空气体分离纯化系统包括空气体过滤压缩设备、空气体冷却筛分设备、空气体加压膨胀设备、第一精馏塔组件和第二精馏塔组件,它们依次连接。

其中空气体过滤压缩装置用于提取大气中的空气体,并过滤空气体中的机械杂质,其中机械杂质包括灰尘;

空风冷筛分设备用于冷却过滤后的空气体,去除其中的水和二氧化碳;

空气体加压膨胀设备用于对除去水和二氧化碳的空气体进行加压膨胀,以获得液化空气体所需的冷量;

第一精馏塔组件用于将加压膨胀后的空气体冷却至液化临界温度,并将冷却后的空气体中的纯氧产品和纯氮产品精馏分离至液化临界温度;

第二精馏塔组件用于从精馏后的空气体中精馏分离纯氩气产品。

优选地,空气体过滤和压缩设备包括空气体过滤器af和空压机tc1,其连接空气体过滤器af和空空气冷却和筛选设备。

优选地,所述空风冷筛分设备包括空冷却塔ac、水冷却塔wc和分子筛吸附器组件,其中空冷却塔ac与水冷却塔wc并联,分子筛吸附器组件将空冷却塔ac与空气体连接。

优选地,所述空气体增压膨胀设备包括空气体增压器tc2和膨胀机et,分子筛吸附器组件、空气体增压器tc2、膨胀机et和第一精馏塔组件依次连接。

优选地,第一精馏塔组件包括主换热器e1、下塔c1、冷凝蒸发器k1、上塔c2和液氧泵op,冷凝蒸发器k1设置在下塔c1和上塔c2之间,液氧泵op与冷凝蒸发器k1连接,下塔c1与主换热器e1连接,膨胀机et与主换热器e1连接。

优选地,第二精馏塔组件包括过冷器e2、粗氩I塔c701、粗氩II塔c702、精氩塔c703、粗氩冷凝器k701、精氩冷凝器k703、精氩蒸发器k704和循环粗氩泵ap,其中,精氩塔c703设置在精氩冷凝器k703和精氩蒸发器k704之间,粗氩冷凝器k703

优选地,所述空气体分离和纯化系统还包括电加热器eh,其与分子筛吸附器组件和主换热器e1连接。

本发明还提供了一种分离纯化空气体的方法,包括以下步骤:

从大气中提取空气体,过滤空气体中的机械杂质;

除去过滤的空气体以及过滤的空气体中的水和二氧化碳;

对除去水和二氧化碳的空气体进行加压和膨胀,以获得液化空气体所需的冷却能力;

将加压膨胀的空气体冷却至液化临界温度,并将纯氧产品和纯氮产品从冷却的空气体中精馏分离至液化临界温度;

通过精馏从精馏的空气体中分离出纯氩产品。

优选地,该空气体分离和纯化方法进一步包括排放危险杂质。

在本发明的空气体分离净化系统中,利用空气体过滤压缩装置从大气中提取空气体,并过滤空气体中的机械杂质,其中机械杂质包括灰尘;空风冷筛分设备用于冷却过滤后的空气体,去除其中的水和二氧化碳;空气体加压膨胀设备用于对除去水和二氧化碳的空气体进行加压膨胀,以获得液化空气体所需的冷量;第一精馏塔组件用于将加压膨胀后的空气体冷却至液化临界温度,并将冷却后的空气体中的纯氧产品和纯氮产品精馏分离至液化临界温度;第二精馏塔组件用于从精馏后的空气体中精馏分离纯氩产品;从而实现纯氧产品、纯氮产品和纯氩产品的高效安全提取。

附图说明

为了更清楚地解释本发明的实施例或现有技术的技术方案,下面将简要介绍在描述实施例或现有技术时需要使用的附图。显然,下面描述中的附图只是本发明的一些实施例。对于本领域的普通技术人员来说,根据这些图中所示的结构可以获得其他图,而不需要任何创造性的努力。

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上一篇 2022年7月18日
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