交替生产氮气和液氮的空气分离装置及方法

摘要

本发明涉及一种交替生产氮气和液氮的空气分离装置及方法，本发明提供一种交替生产氮气和液氮的空气分离装置及方法，在冷箱3内液化器5的氮气进口管道和污氮气进口管道的进口端部增加第一阀门12，第二阀门13，并且将两管道连接使之相通；当空分装置需生产液氮工况时，将阀门12关闭，阀门13打开，即液化器5的换热通道N1-N2和主换热器4的换热通道N3-N4,生产最大液氮工况时通道流体介质为污氮气，而不是氮气，即可解决制取最大液氮量时换热器换热效率急剧下降的问题；当空分装置生产氮气工况时，将阀门12打开，阀门13关闭即可满足该工况。

主权项

一种交替生产氮气和液氮的空气分离装置，包括空气过滤器（1）、与空气过滤器（1）相连通的空气压缩机（2）、与空气压缩机（2）相连通的预冷系统（15）、与预冷系统（15）相连通的纯化系统（16）、以及设置在单独冷箱（3）内的包括主换热器（4）、液化器（5）、过冷器（8）、单级精馏塔（6）、主冷凝蒸发器（7）、膨胀机的分馏塔系统，其特征在于：所述的纯化系统（15）通过原料空气管道100与主换热器（4）的换热通道A1和A2相连通，A2与液化器（5）的换热通道A3和A4相连通，A4与单级精馏塔（6）底部相连通，在单级精馏塔（6）上方设置有主冷凝蒸发器（7），主冷凝蒸发器（7）通过液氮管道分别与产品液氮管道101和单级精馏塔（6）相连通，单级精馏塔（6）与第三氮气管道105和设置有第一阀门（12）的第一氮气管道102相连通，第三氮气管道105与主冷凝蒸发器（7）相连通，第一氮气管道102与第四氮气管道110相连通，第四氮气管道110与液化器（5）的换热通道N1和N2相连通, N2与主换热器（4）的换热通道N3和N4相连通，N4与第二氮气管道103相连通；在单级精馏塔（6）底部设置有富氧液空管道106，富氧液空管道106穿过过冷器（8）并经节流阀（14）与主冷凝蒸发器（7）相连通，在主冷凝蒸发器（7）顶部设置有第二污氮气管道107，第二污氮气管道107与过冷器（8）的换热通道WN1和WN2相连通，WN2与液化器（5）的换热通道WN3和WN4相连通，WN4与膨胀机膨胀端（10）相连通，膨胀机膨胀端（10）通过管道分别与设置有第二阀门（13）的第三污氮气管道108和第四污氮气管道109相连通，第三污氮气管道108与第四氮气管道110相连通，第四污氮气管道109与过冷器（8）的换热通道WN5和WN6相连通，WN6与液化器（5）的换热通道WN7和WN8相连通，WN8与换热器（4）的换热通道WN9和WN10相连通，WN10与第一污氮气管道104相连通，第一污氮气管道104与设置有污氮气放空管道111的纯化系统相连通。