一种空分液氧排放装置的制作方法

1.本实用新型涉及碳氢化合物的排放技术领域，尤其涉及一种空分液氧排放装置。


背景技术：

2.现有的空分液氧排放装置主要用于生产氧气，由于上塔底部的液氧内聚集有碳氢化合物，当碳氢化合物的浓度超过一定值时，一旦遇到激发能源，极易产生爆炸。为了降低碳氢化合物爆炸的几率，需要将部分液氧排出以排出聚集在液氧中的碳氢化合物，一般来讲，从上塔内排出的液氧不少于液氧和氧气总量的1％，降低了从待分离空气中提取供用户使用的氧气的百分比。


技术实现要素：

3.基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种空分液氧排放装置，减少了液氧的浪费，提高了从待分离空气中提取供用户使用的氧气的百分比。
4.为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种空分液氧排放装置，包括冷箱，所述冷箱内设有上塔和下塔，所述上塔的下部设有氧气排出口，所述氧气排出口设有氧气排出管，所述氧气排出管伸出所述冷箱，所述上塔的底端设有第一液氧排出管和第二液氧排出管，所述第一液氧排出管的进口和所述第二液氧排出管的进口均与所述上塔底端的液氧排出口连通，所述第一液氧排出管的出口与所述氧气排出管连通且所述第一液氧排出管上设有第一液氧阀，所述第二液氧排出管伸出所述冷箱且所述第二液氧排出管上设有第二液氧阀。
6.作为一种空分液氧排放装置的优选方案，所述下塔的顶端设有氮气出口，所述上塔内设有冷凝蒸发器，所述冷凝蒸发器位于所述上塔的底部，所述冷凝蒸发器的进口与所述氮气出口通过氮气连接管连通，所述空分液氧排放装置还包括氮气排出管，所述氮气排出管的一端与所述氮气出口连通，所述氮气排出管的另一端伸出所述冷箱，所述下塔的上部设有第一液氮进口，所述上塔的上部设有第二液氮进口，所述冷凝蒸发器的出口分别与所述第一液氮进口和所述第二液氮进口连通。
7.作为一种空分液氧排放装置的优选方案，连通所述冷凝蒸发器的出口与所述第二液氮进口的液氮连接管上设有第一节流阀。
8.作为一种空分液氧排放装置的优选方案，所述空分液氧排放装置还包括液氮排出管，所述液氮排出管的一端与所述冷凝蒸发器连接，所述液氮排出管的另一端伸出所述冷箱，所述液氮排出管上设有不凝气排放阀。
9.作为一种空分液氧排放装置的优选方案，所述冷箱内还设有第一换热器，所述氧气排出管内的氧气和所述氮气排出管内的氮气均流经所述第一换热器，所述氧气和所述氮气在所述第一换热器内的流动方向相同，所述第一液氧排出管与所述氧气排出管的连通位置位于所述第一换热器内，进入所述下塔的待分离空气流经所述第一换热器且所述待分离空气在所述第一换热器内的流动方向与所述氧气在所述第一换热器内的流动方向相反。
10.作为一种空分液氧排放装置的优选方案，进入所述下塔的待分离空气液化为富氧液空和氮气，所述下塔的底端设有富氧液空出口，所述上塔的中部设有富氧液空进口，所述富氧液空进口与所述富氧液空出口通过富氧液空连接管连通。
11.作为一种空分液氧排放装置的优选方案，所述富氧液空连接管上设有第二节流阀。
12.作为一种空分液氧排放装置的优选方案，所述上塔的顶端设有污氮气排出口，所述污氮气排出口处设有第一污氮气排出管，所述第一污氮气排出管内的污氮气流经所述第一换热器，所述污氮气在所述第一换热器内的流动方向与所述待分离空气在所述第一换热器内的流动方向相反。
13.作为一种空分液氧排放装置的优选方案，所述冷箱内还设有第二换热器，所述冷凝蒸发器的出口流至所述第二液氮进口的液氮、所述第一污氮气排出管内的污氮气及所述富氧液空连接管内的富氧液空均流经所述第二换热器，所述液氮和所述富氧液空在所述第二换热器内的流动方向均与所述污氮气在所述第二换热器内的流动方向相反。
14.作为一种空分液氧排放装置的优选方案，所述空分液氧排放装置还包括第二污氮气排出管，所述第二污氮气排出管的一端与所述第一污氮气排出管连通，所述第二污氮气排出管的另一端伸出所述冷箱，所述第二污氮气排出管上设有污氮气安全阀。
15.本实用新型的有益效果为：本实用新型公开的空分液氧排放装置增设的第一液氧排出管和第一液氧阀能够使部分液氧与氧气排出管内的氧气混合后供用户使用，从而将液氧内聚集的碳氢化合物排出上塔，降低了上塔的底部的碳氢化合物的浓度，增加了上塔的安全性，减少了液氧的浪费，提高了从待分离空气中提取供用户使用的氧气的百分比。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
17.图1是本实用新型具体实施例提供的空分液氧排放装置的示意图。
18.图中：
19.1、冷箱；
20.21、上塔；22、下塔；23、冷凝蒸发器；
21.31、氧气排出管；32、第一液氧排出管；321、第一液氧阀；33、第二液氧排出管；331、第二液氧阀；34、氮气排出管；35、液氮连接管；36、不凝气排出管；361、不凝气排放阀；37、富氧液空连接管；38、第一污氮气排出管；39、第二污氮气排出管；391、污氮气安全阀；310、氮气连接管；
22.41、第一节流阀；42、第二节流阀；
23.51、第一换热器；52、第二换热器。
具体实施方式
24.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，
下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.本实施例提供一种空分液氧排放装置，如图1所示，其包括冷箱1，冷箱1内设有上塔21和下塔22，上塔21的下部设有氧气排出口，氧气排出口设有氧气排出管31，氧气排出管31伸出冷箱1，上塔21的底端设有第一液氧排出管32和第二液氧排出管33，第一液氧排出管32的进口和第二液氧排出管33的进口均与上塔21底端的液氧排出口连通，第一液氧排出管32的出口与氧气排出管31连通且第一液氧排出管32上设有第一液氧阀321，第二液氧排出管33伸出冷箱1且第二液氧排出管33上设有第二液氧阀331。
28.本实施例提供的空分液氧排放装置增设的第一液氧排出管32和第一液氧阀321能够使部分液氧与氧气排出管31内的氧气混合后供用户使用，从而将液氧内聚集的碳氢化合物排出上塔21，降低了上塔21的底部的碳氢化合物的浓度，增加了上塔21的安全性，减少了液氧的浪费，提高了从待分离空气中提取供用户使用的氧气的百分比。
29.本实施例的下塔22的顶端设有氮气出口，如图1所示，上塔21内设有冷凝蒸发器23，冷凝蒸发器23位于上塔21的底部，冷凝蒸发器23的进口与氮气出口通过氮气连接管310连通，进入冷凝蒸发器23内的氮气在冷凝蒸发器23内降温形成液氮，如图1所示，该空分液氧排放装置还包括氮气排出管34，氮气排出管34的一端与氮气出口连通，氮气排出管34的另一端伸出冷箱1，氮气排出管34用于将下塔22形成的氮气排出冷箱1，下塔22的上部设有第一液氮进口，上塔21的上部设有第二液氮进口，冷凝蒸发器23的出口分别与第一液氮进口和第二液氮进口连通，冷凝蒸发器23出口排出的部分液氮经第一液氮进口进入下塔22对下塔22内的气体进行降温，另一部分液氮经第二液氮进口进入上塔21对上塔21内的气体进行降温。
30.如图1所示，连通冷凝蒸发器23的出口与第二液氮进口的液氮连接管35上设有第一节流阀41，第一节流阀41用于对液氮进行节流以降低进入上塔21的液氮的压力。
31.如图1所示，本实施例的空分液氧排放装置还包括不凝气排出管36，不凝气排出管36的一端与冷凝蒸发器23连接，不凝气排出管36的另一端伸出冷箱1，不凝气排出管36上设有不凝气排放阀361。不凝气排出管36和不凝气排放阀361能够将冷凝蒸发器23内的不能够
冷凝的氖氦等不凝气排除冷箱1外，以提高冷凝蒸发器的换热能力。
32.如图1所示，本实施例的冷箱1内还设有第一换热器51，氧气排出管31内的氧气和氮气排出管34内的氮气均流经第一换热器51，氧气和氮气在第一换热器51内的流动方向相同，第一液氧排出管32与氧气排出管31的连通位置位于第一换热器51内，使得液氧与氧气混合后形成氧气，进入下塔22的待分离空气流经第一换热器51且待分离空气在第一换热器51内的流动方向与氧气在第一换热器51内的流动方向相反，这种流动方式能够使氧气和氮气充分吸收待分离空气中的热量，使待分离空气的温度充分降低，同时使氧气和氮气的温度充分升高。第一换热器51能够使温度较低的氧气、氮气及污氮气吸收待分离空气的热量，使吸热后的氧气、氮气及污氮气排出冷箱1，同时降温后的待分离空气温度降低，合理利用了氧气、氮气及污氮气中的冷量。
33.具体地，进入下塔22的待分离空气形成富氧液空和氮气，富氧液空聚集在下塔22的下部，氮气流动至下塔22的顶端，下塔22的底端设有富氧液空出口，上塔21的中部设有富氧液空进口，富氧液空进口与富氧液空出口通过富氧液空连接管37连通，使得下塔22内的富氧液空进入上塔21内进行再次分离。进入上塔21内的富氧液空在上塔21内吸收热量，使得富氧液空中的液氧流至上塔21的底部，液氮和其他气体形成污氮气并流至上塔21的顶端。
34.如图1所示，本实施例的富氧液空连接管37上设有第二节流阀42，第二节流阀42用于对富氧液空进行节流以降低进入上塔21的富氧液空的压力。
35.为了排出上塔21上部的污氮气，本实施例的上塔21的顶端设有污氮气排出口，如图1所示，污氮气排出口处设有第一污氮气排出管38，第一污氮气排出管38内的污氮气流经第一换热器51，污氮气在第一换热器51内的流动方向与待分离空气在第一换热器51内的流动方向相反。
36.如图1所示，本实施例的冷箱1内还设有第二换热器52，冷凝蒸发器23的出口流至第二液氮进口的液氮、第一污氮气排出管38内的污氮气及富氧液空连接管37内的富氧液空均流经第二换热器52，液氮和富氧液空在第二换热器52内的流动方向均与污氮气在第二换热器52内的流动方向相反，这种流动方式能够使污氮气充分吸收液氮和富氧液空中的热量，使液氮和富氧液空的温度充分降低，同时使污氮气的温度充分升高。
37.如图1所示，本实施例的空分液氧排放装置还包括第二污氮气排出管39，第二污氮气排出管39的一端与第一污氮气排出管38连通，第二污氮气排出管39的另一端伸出冷箱1，第二污氮气排出管39上设有污氮气安全阀391，第二污氮气排出管39和污氮气安全阀391能够在上塔21超压的时候将污氮气直接排出冷箱1，保证上塔21不超压。
38.具体地，图1中的箭头表示气体或者液体的流动方向，本实施例的空分液氧排放装置分离经纯化系统排出的待分离空气的具体流程如下：
39.待分离空气经第一换热器51与返流的温度较低的氧气、氮气及污氮气进行换热后降温到
‑
170℃左右，降温后的待分离空气进入到下塔22进行空气分离，待分离空气在下塔22内形成富氧液空和高纯度的氮气；
40.高纯度的氮气位于下塔22的顶端，一部分氮气作为产品在第一换热器51内升温后送出冷箱1供客户使用，其余氮气进入到上塔21底部的冷凝蒸发器23中，冷凝蒸发器23中的氮气与上塔21底部的液氧进行换热，氮气被冷凝成液氮，一部分液氮回流至下塔22中参与
待分离空气的分离，其余液氮依次流经第二换热器52和第一节流阀41后进入上塔21的上部参与精馏；
41.富氧液空位于下塔22的底部，富氧液空的氧气含量在36％
‑
40％左右，富氧液空依次经第二换热器52和第二节流阀42后进入上塔21的中部参与精馏，富氧液空在上塔21内形成污氮气和液氧，污氮气存在于上塔21的上部，液氧存在于上塔21的底部；
42.上塔21底部的液氧与冷凝蒸发器23中的氮气热交换，液氧气化形成氧气，部分氧气从上塔21的下部进入氧气排出管31，并在第一换热器51内与第一液氧排出管32内的液氧混合形成氧气产品，氧气产品在第一换热器51内吸热后流出冷箱1供客户使用，降低了上塔21的底部的碳氢化合物的浓度，增加了上塔21的安全性，其余氧气作为上塔21精馏所需要的上升蒸汽参与精馏；
43.上塔21顶端的污氮气依次经第二换热器52及第一换热器51吸热后排出冷箱1。
44.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。