本技术涉及粗氖氦制取设备,具体为一种制取粗氖氦的装置。
背景技术:
1、随着电子、化工等行业的快速发展,对氖气等激光气体需求量急剧增大,通常已经制成的空分设备下塔没有设计氖氦预浓缩精馏塔抽口,氖氦等不凝气体大部分溶解于压力氮气、液氮中,仅少量氖氦不凝气体通过冷凝蒸发器不凝气管道排出装置,这部分不凝气体占原料空气中氖氦比例极低,回收价值低。
2、目前普遍采用下塔增加塔板设置提馏段在下塔初步预浓缩氖氦氮的混合物,然后抽取这部分含氖氦的氮气进入粗氖塔进行进一步浓缩制取含氖40~52%的氖氦混合物。但已建成的空分装置因无提馏段无法提取氖氦混合物,因此需要进行改进。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种制取粗氖氦的装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种制取粗氖氦的装置,包括下塔,所述下塔顶部固定连接有上塔,所述下塔内固定连接有下塔冷凝蒸发器,所述下塔右侧设置有过冷器,所述过冷器右侧设置有氖氦浓缩塔,所述氖氦浓缩塔内顶部固定连接有氖氦浓缩塔冷凝蒸发器。
3、优选的,所述下塔左侧底部固定连接有第一纯化后的压缩空气管路,所述下塔左侧顶部固定连接有下塔抽取的液氮管路,所述下塔右侧顶部固定连接有连接下塔的冷凝蒸发器的不凝氖氦气管路,且所述连接下塔的冷凝蒸发器的不凝氖氦气管路贯穿至下塔内与下塔冷凝蒸发器右侧固定连接,所述下塔右侧在连接下塔的冷凝蒸发器的不凝氖氦气管路底部固定连接有进入浓缩塔的液氮管路。
4、优选的,所述上塔左侧顶部固定连接有第二纯化后的压缩空气管路,所述上塔顶部固定连接有上塔顶部氮气产品管路。
5、优选的,所述氖氦浓缩塔底部固定连接有浓缩塔底返回过冷器的液氮管路,所述浓缩塔底返回过冷器的液氮管路远离氖氦浓缩塔一端固定连接有过冷器左侧顶部。
6、优选的,所述氖氦浓缩塔左侧从下往上依次固定连接有下塔抽取的液氮管路、连接下塔的冷凝蒸发器的不凝氖氦气管路和浓缩塔的液氮管路另一端。
7、优选的,所述氖氦浓缩塔左侧顶部固定连接有浓缩塔浓缩的氖氦混合气产品一管路,所述浓缩塔浓缩的氖氦混合气产品一管路顶部固定连接有浓缩塔浓缩的氖氦混合气产品二管路,所述浓缩塔浓缩的氖氦混合气产品一管路贯穿至氖氦浓缩塔与氖氦浓缩塔冷凝蒸发器左侧固定连接。
8、优选的,所述氖氦浓缩塔顶部固定连接有氖氦浓缩塔冷凝蒸发器蒸发的低压氮气管路,所述氖氦浓缩塔冷凝蒸发器蒸发的低压氮气管路另一端与上塔顶部氮气产品管路固定连接。
9、优选的,所述氖氦浓缩塔右侧顶部固定连接有第二液氮管路,所述第二液氮管路底部固定连接有第一液氮管路,所述第一液氮管路另一端与浓缩塔底返回过冷器的液氮管路一端固定连接。
10、一种制取粗氖氦的装置的制取方法,包括以下步骤:
11、s1、连接下塔冷凝蒸发器去过冷器的液氮先进入氖氦浓缩塔,液氮进氖氦浓缩塔的顶部作为氖氦浓缩塔的回流液,脱除液氮中的氖氦气。
12、s2、从下塔压力氮气管线抽取部分压力氮气进入氖氦浓缩塔底部作为氖氦浓缩塔热源。
13、s3、从空分连接下塔的冷凝蒸发器抽出不凝气进入氖氦浓缩塔中部参与精馏。
14、s4、氖氦浓缩塔部脱除氖氦的液氮出浓缩塔后分二部分:一部分进入主空分冷箱中的过冷器过冷,另一部分液氮进节流后进入氖氦浓缩塔的冷凝蒸发器蒸发侧蒸发,蒸发后的低压氮气进入上塔低压氮气管路。
15、s5、在氖氦浓缩塔顶部获得35~55%ne的粗氖氦混合气出冷箱,复热的粗氖气进入粗氖压缩机吸入端压缩后充瓶。
16、s6、氖氦浓缩塔部脱除氖氦的液氮出浓缩塔直接进入过冷器过冷,过冷后的液氮抽取一部分进入节流阀节流后进入氖氦浓缩塔的冷凝蒸发器蒸发侧蒸发,蒸发后的低压氮气进入上塔低压氮气管路。
17、与现有技术相比,本实用新型提供了一种制取粗氖氦的装置,具备以下
18、有益效果:
19、1、该制取粗氖氦的装置,而空分设备工艺流程中,从下塔的不凝气排放口、压力氮气及液氮抽口中的氖氦氮混合物是氖氦浓缩的极佳原料,其特点是产量大、而通过新增设计变更原有提取氖氦方式是提高资源综合利用的有效方法。
20、2、该制取粗氖氦的装置,空气中的主要气体成分为氮气和氧气,氮气和氧气体积分数分别为78.12%和20.95%,而氖含量18.18×10-6v/v,氖氦主要富集在下塔上部,而空气作为廉价资源无处不在,因此通过分离装置下塔的氮气、液氮来直接生产氖氦混合物是最为简便的方法。
1.一种制取粗氖氦的装置,包括下塔(c1),其特征在于:所述下塔(c1)顶部固定连接有上塔(c2),所述下塔(c1)内固定连接有下塔冷凝蒸发器(k1),所述下塔(c1)右侧设置有过冷器(e2),所述过冷器(e2)右侧设置有氖氦浓缩塔(c3),所述氖氦浓缩塔(c3)内顶部固定连接有氖氦浓缩塔冷凝蒸发器(k2)。
2.根据权利要求1所述的一种制取粗氖氦的装置,其特征在于:所述下塔(c1)左侧底部固定连接有第一纯化后的压缩空气管路(101),所述下塔(c1)左侧顶部固定连接有下塔抽取的液氮管路(102),所述下塔(c1)右侧顶部固定连接有连接下塔的冷凝蒸发器的不凝氖氦气管路(103),且所述连接下塔的冷凝蒸发器的不凝氖氦气管路(103)贯穿至下塔(c1)内与下塔冷凝蒸发器(k1)右侧固定连接,所述下塔(c1)右侧在连接下塔的冷凝蒸发器的不凝氖氦气管路(103)底部固定连接有进入浓缩塔的液氮管路(104)。
3.根据权利要求1所述的一种制取粗氖氦的装置,其特征在于:所述上塔(c2)左侧顶部固定连接有第二纯化后的压缩空气管路(201),所述上塔(c2)顶部固定连接有上塔顶部氮气产品管路(112)。
4.根据权利要求1所述的一种制取粗氖氦的装置,其特征在于:所述氖氦浓缩塔(c3)底部固定连接有浓缩塔底返回过冷器的液氮管路(105),所述浓缩塔底返回过冷器的液氮管路(105)远离氖氦浓缩塔(c3)一端固定连接有过冷器(e2)左侧顶部。
5.根据权利要求1所述的一种制取粗氖氦的装置,其特征在于:所述氖氦浓缩塔(c3)左侧从下往上依次固定连接有下塔抽取的液氮管路、连接下塔的冷凝蒸发器的不凝氖氦气管路和浓缩塔的液氮管路(104)另一端。
6.根据权利要求1所述的一种制取粗氖氦的装置,其特征在于:所述氖氦浓缩塔(c3)左侧顶部固定连接有浓缩塔浓缩的氖氦混合气产品一管路(109),所述浓缩塔浓缩的氖氦混合气产品一管路(109)顶部固定连接有浓缩塔浓缩的氖氦混合气产品二管路(110),所述浓缩塔浓缩的氖氦混合气产品一管路(109)贯穿至氖氦浓缩塔(c3)与氖氦浓缩塔冷凝蒸发器(k2)左侧固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种制取粗氖氦的装置,其特征在于:所述氖氦浓缩塔顶部固定连接有氖氦浓缩塔冷凝蒸发器蒸发的低压氮气管路(108),所述氖氦浓缩塔冷凝蒸发器蒸发的低压氮气管路(108)另一端与上塔顶部氮气产品管路(112)固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种制取粗氖氦的装置,其特征在于:所述氖氦浓缩塔右侧顶部固定连接有第二液氮管路(107),所述第二液氮管路(107)底部固定连接有第一液氮管路(106),所述第一液氮管路(106)另一端与浓缩塔底返回过冷器的液氮管路(105)一端固定连接。