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三、深冷制氮的工艺流程和设备简介
1、深冷制氮的典型工艺流程:
整个流程由空气压缩及净化、空气分离、液氮汽化组成。
⑴ 空气压缩及净化
空气经空气过滤器清除灰尘和机械杂质后进入空气压缩机,压缩至所需压力,然后送入空气冷却器,降低空气温度。再进入空气干燥净化器,除去空气中的水份、二氧化碳、乙炔及其它碳氢化合物。
⑵ 空气分离:
净化后的空气进入空分塔中的主换热器,被返流气体(产品氮气、废气)冷却至饱和温度,送入精馏塔底部,在塔顶部得到氮气,液空经节流后送入冷凝蒸发器蒸发,同时冷凝由精馏塔送来的部分氮气,冷凝后的液氮一部分作为精馏塔的回流液,另一部分作为液氮产品出空分塔。
由冷凝蒸发器出来的废气经主换热器复热到约130K进膨胀机膨胀制冷为空分塔提供冷量,膨胀后的气体一部分作为分子筛的再生和吹冷用,然后经消音器排入大气。
⑶ 液氮汽化
由空分塔出来的液氮进液氮贮槽贮存,当空分设备检修时,贮槽内的液氮进入汽化器被加热后,送入产品氮气管道。
深冷制氮可制取纯度≧99.999%的氮气。
四、深冷制氮与变压吸附制氮的技术经济比较
1、流程比较
从以上的论述中我们可以发现:变压吸附制氮流程简朴,设备数量少,主要设备仅有空压机、空气干燥器、吸附制氮机和储气罐等。而深冷制氮流程复杂,设备数量多,主要设备有空压机、空冷器、空气净化干燥器、换热器、膨胀机和精流塔等。
制氮机
2、产品种类和纯度比较
深冷制氮不仅可以生产氮气而且可以生产液氮,满意需要液氮的工艺要求,并且可在液氮贮槽内贮存,当出现氮气间断负荷或空分设备小修时,贮槽内的液氮进入汽化器被加热后,送入产品氮气管道满意工艺装置对氮气的需求。深冷制氮的运转周期(指两次大加温之间的间隔期)一般为1年以上,因此,深冷制氮一般不考虑备用。而变压吸附制氮只能生产氮气,无备用手段,单套设备不能保证连续长周期运行。
深冷制氮可制取纯度≧99.999%的氮气。氮气纯度受到(de dan qi _dan qi chun du shou dao)氮气负荷、塔板数量、塔板效率和液空中氧纯度等的限制,调节范围很小。因此,对于一套深冷制氮设备其产品纯度基本是一定的,不便调节。变压吸附制氮制取的氮气纯度一般在95%-99.9%范围内,假如需要更高纯度的氮气需增加氮气净化设备。氮气纯度只受产品氮气负荷的影响,在其他条件不变情况下,氮气排出量越大,氮气的纯度就越低;反之则越高。因此,对于一套变压吸附制氮设备只要负荷答应其产品纯度可以在90-99.9%之间任意调节。