專利名稱：新型高純氧制取裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高純氧制取裝置，尤其適用于高氮裝置或不帶氬系統(tǒng) 的空分裝置制取高純氧。
背景技術：
隨著新興微電子和光電產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，芯片工藝的改進，需要大量高純 氮氣和小部分高純氧，而采用常規(guī)方法進行高純氧制取， 一般可從帶氬空分系 統(tǒng)中提取，但對于小型客戶來說，專門購買這樣的設備，不僅成本高，而且裝 置復雜，可靠性也降低，能耗也較高。若選擇不帶氬系統(tǒng)的空分設備制取氧，
則需在壓力精餾塔外再設置一個脫除液空中co2、烴等重組分的塔，然后再進入
高純氧塔精餾獲得高純氧，其缺點是需要在常規(guī)設備中增加一個去重組分塔， 增大了設備的投入，非常不經(jīng)濟。雖可以通過購買高純液氧滿足工藝要求，但
純氧為強氧化助燃劑，超過300km的高純氧的運輸成本和風險較高。
實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術問題是提供一種工藝簡單、成本低、純度滿足要 求的高純氧制取裝置。
為解決上述技術問題，本實用新型提供的一種高純氧制取裝置，依次包括
凈化空氣輸送管道、換熱器、壓力精餾塔、氧塔，其特征在于還包括液空蒸 發(fā)器，氧塔下部設置氧蒸發(fā)器；所述壓力精餾塔中部設置的液空抽取管道與液
空蒸發(fā)器連接，液空蒸發(fā)器的封頭處與氧塔上部的原料管路連接，液空蒸發(fā)器 的蒸發(fā)端與氧蒸發(fā)器的熱源輸入管路連接，氧蒸發(fā)器的冷凝端與所述原料管路
連接；氧塔底部連接有高純液氧引出管道。
所述壓力精餾塔上部的氮氣出口與換熱器、氮氣排出管道依次管路連接，
所述氮氣出口還與液空蒸發(fā)器、壓力精餾塔上部的回流口依次管路連接。 所述氮氣出口與液空蒸發(fā)器、壓力精餾塔上部的回流口依次管路連接。 所述液空蒸發(fā)器通過管路分別與壓力精餾塔、高純氧蒸發(fā)器連接。 所述氧塔頂部氣體出口與換熱器、氣體排出管道依次管路連接。 所述液空蒸發(fā)器為板式液空蒸發(fā)器。
所述壓力精餾塔為雙塔，氧塔頂部部的低壓氣體出口與雙塔的上塔管路連 接，上塔的的低壓氣體出口與換熱器、低壓氣體排出管道依次管路連接。
本實用新型通過從壓力精餾塔中部抽出被洗滌后含氧量較高而含重組分少 的潔凈液空，送去高純氧塔內(nèi)精餾而獲得高純度的液氧，不需要增加較昂貴的 設備就能滿足用戶制取高純氧的要求。而從壓力精餾塔內(nèi)出來潔凈液空，除少部分直接去高純氧塔，其他大部分在液空蒸發(fā)器內(nèi)與氮氣換熱后被蒸發(fā)，然后 引入高純氧塔底部的氧蒸發(fā)器內(nèi)，冷凝后去高純氧塔精餾，從而實現(xiàn)降低高純 氧塔冷箱高度的目的，減少高純氧塔和冷箱的投資成本和降低能耗。


圖示為本實用新型的制氧裝置。 圖中標記
ET401透平膨脹機 Cl壓力精餾塔
El 換熱器 C2氧塔
E2 板式液空蒸發(fā)器K2氧蒸發(fā)器 Kl 冷凝蒸發(fā)器
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。 實施例1
如圖所示，采用本實用新型的制氧裝置制取高純氧的步驟如下
a) 經(jīng)凈化處理的空氣通過凈化空氣輸送管道進入換熱器El冷卻；
b) 冷卻后的空氣送入壓力精餾塔Cl底部，在壓力精餾塔內(nèi)從下而上在塔板
或填料上與自上而下的液體進行傳熱傳質(zhì)；經(jīng)過精餾洗滌，壓力精餾塔內(nèi)液空
所含的重組分如C02、 CH4、烴等很容易被洗下，越往上塔板中液空的重組分越少。 底部的液空被換熱器過冷后進入壓力精餾塔頂部冷凝蒸發(fā)器Kl 。
c) 通過液空抽取管道將壓力精餾塔C1中部的重組分含量較少且含氧量較高 的液空作為制氧原料，經(jīng)節(jié)流后送入板式液空蒸發(fā)器E2;從壓力精餾塔上部引 出的壓力氮氣， 一部分進入板式液空蒸發(fā)器E2與所述的液空換熱，然后回流到 壓力精餾塔內(nèi)。
d) 在板式液空蒸發(fā)器E2的封頭處，抽取部分液空作為高純氧的原料，封頭 作為氣液分離空間，有利于閥門調(diào)節(jié)控制，通過管道送入高純氧塔C2精餾；其 余液空與上述的氮氣在板式液空蒸發(fā)器換熱后被蒸發(fā)，通過與液空蒸發(fā)器的蒸 發(fā)端連通的熱源輸入管路，送入高純氧塔底部的氧蒸發(fā)器K2內(nèi)作為蒸發(fā)熱源， 熱源冷凝后又作為高純氧的原料，通過管路送入高純氧塔精餾；在高純氧塔內(nèi)， 所述原料的輕組分被蒸發(fā)，逐步濃縮成高純液氧；
e) 將高純氧塔底部濃縮的高純液氧引出；
f) 從高純氧塔頂部引出的低壓氣體進入換熱器內(nèi)被復熱至常溫通過低壓氣 體排出管道排出；
g) 上述換熱器和精餾塔的冷量由透平膨脹機ET401提供。 實施例2
4上述實施例制備高純氧的壓力精餾塔為單塔，也可以采用雙塔流程空分副 產(chǎn)高純氧，其與實施例1不同的是
上述步驟(b):底部的液空被換熱器過冷后進入雙塔的上塔；
上述步驟(f)從高純氧塔頂部引出的低壓氣體進入雙塔的上塔進行精餾， 精餾后的低壓氣體進入換熱器內(nèi)被復熱至常溫排出。
本實用新型采取了較為簡潔的工藝和常規(guī)設備解決了高純氧生產(chǎn)的難題， 實施簡單、效果好、能耗低，具有經(jīng)濟效益最大化、增加投資最小化的特點， 意義非常重大，值得推廣。
以典型光電行業(yè)1MPaG高氮裝置副產(chǎn)高純氧為例，采用本發(fā)明高純液氧的 能耗可降低 50%,不增加冷箱高度，解決了高純氮裝置液氮產(chǎn)量過剩，急需高 純液氧的矛盾。
需要說明的是雖然上述實施例已經(jīng)詳細描述了本實用新型的結構，但本 實用新型并不限于上述實施例，凡是本領域技術人員從上述實施例中不經(jīng)過創(chuàng) 造性勞動就可以想到的替換結構和工藝流程，均屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1、一種新型高純氧制取裝置，依次包括凈化空氣輸送管道、換熱器、壓力精餾塔、氧塔，其特征在于還包括液空蒸發(fā)器、氧蒸發(fā)器、液空抽取管道；所述氧蒸發(fā)器設置在氧塔下部；所述液空抽取管道連接精餾塔中部與液空蒸發(fā)器；液空蒸發(fā)器的封頭處與氧塔上部的原料管路連接，液空蒸發(fā)器的蒸發(fā)端與氧蒸發(fā)器的熱源輸入管路連接，氧蒸發(fā)器的冷凝端與所述氧塔原料管路連接；氧塔底部連接有高純液氧引出管道。
2、 如權利要求1所述的高純氧制取裝置，其特征在于，所述壓力精餾塔的 氮氣出口與液空蒸發(fā)器、壓力精餾塔上部的回流口依次管路連接。
3、 如權利要求1所述的高純氧制取裝置，其特征在于，所述液空蒸發(fā)器通 過管路分別與壓力精餾、高純氧蒸發(fā)器連接。
4、 如權利要求1所述的高純氧制取裝置，其特征在于，所述氧塔頂部的低 壓氣體出口與換熱器、氣體排出管道依次管路連接。
5、 如權利要求l、 2、 3或4所述的高純氧制取裝置，其特征在于，所述液 空蒸發(fā)器為板式液空蒸發(fā)器。
6、 如權利要求l、 2、 3或4所述的高純氧制取裝置，其特征在于，所述壓 力精餾塔為雙塔，氧塔頂部部的低壓氣體出口與雙塔的上塔通過管路連接，上 塔的的低壓氣體出口與換熱器、低壓氣體排出管道依次管路連接。
專利摘要本實用新型的涉及一種高純氧制取裝置，依次包括凈化空氣輸送管道、換熱器、壓力精餾塔、液空蒸發(fā)器、氧塔以及氧塔下部的氧蒸發(fā)器，精餾塔通過中部設置的液空抽取管道與液空蒸發(fā)器連接，液空蒸發(fā)器的封頭處與氧塔上部的原料管路連接，液空蒸發(fā)器的蒸發(fā)端與氧蒸發(fā)器的熱源輸入管路連接，氧蒸發(fā)器的冷凝端與所述原料管路連接；氧塔底部連接有高純液氧引出管道。采用本裝置，無需額外增加冷箱高度，不需要增加較昂貴的設備就能滿足用戶制取高純氧的要求。實施簡單、效果好、能耗低，具有經(jīng)濟效益最大化、增加投資最小化的特點，意義非常重大。據(jù)估算典型高氮裝置副產(chǎn)的高純液氧能耗可降低50％，具有很強的競爭優(yōu)勢。
文檔編號C01B13/02GK201367351SQ20092007960
公開日2009年12月23日 申請日期2009年3月17日 優(yōu)先權日2009年3月17日
發(fā)明者李傳明, 黃震宇 申請人:四川空分設備(集團)有限責任公司