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一种制备高纯液氩的精馏系统

2021-08-26 18:23

  虽然氩是空气分离的副产品,但高纯氩在工业上应用广泛。由于其非常不活泼的性质,可用于飞机制造、造船、原子能工业、机械工业等行业,也可用作焊接和电子工业的保护气体和灯具的填充气体。然而,现有空分精馏系统工艺设置不合理,精馏塔填料区布置和填料结构布置不合理,导致液氮和氩气在填料上的流动扩散性能差,导致液氩制备效率低,生产能力下降,纯度不足。

  为提高液氩制备的效率、纯度和生产率,技术人员提供一种制备高纯液氩的精馏系统。具体方案是:一种制备高纯液态氩的精馏系统,包括空分精馏塔、冷箱、粗氩一塔、粗氩二塔和精氩塔,其中粗氩二塔顶部设有冷凝器A,精氩塔底部设有冷凝器B,精氩塔底部设有蒸发器,粗氩二塔底部通过液氩泵与粗氩一塔顶部连接,将回流液氩输入粗氩一塔,冷凝器A与精氩塔下部连接,将粗液氩输入精氩塔。液氮输送管穿过冷箱与冷凝器B相连,液氮将冷凝器B中的氩气冷凝成液态氩气,流向精氩塔底部。精氩塔底部设有排放纯液氩的排水管,排水管上设有排水阀。该液氩塔包括塔体,塔体顶部设有出气口,塔体上侧壁设有液氮进口,塔体上设有与液氮进口连接的液体分布器,液体分布器下方设有至少两层填料层,每两层填料层之间设有液体分布器,所有液体分布器相互连通,塔体下侧壁设有粗氩入口,塔体底部设有液氩出口。每个包装层的底部设有支撑板,顶部设有盖板。塔体底部设有锥形管,液体分配器包括中心管,中心管底部设有圆盘,圆盘上均匀分布有多个漏液孔。


液氮


  该高纯液氩的精馏系统的工作原理是:从上塔抽出合适氩含量的氩馏分气,送入粗氩一塔,粗氩从粗氩一塔顶部排出,从粗氩二塔底部引入。从粗氩二塔底部排出的粗液氩,经液氩泵加压后作为回流液进入粗氩一塔顶部;粗氩二塔冷凝器A采用过冷液态空气作为冷源,粗氩二塔上升气体大部分在冷凝器A冷凝,液体作为回流液返回粗氩二塔,其余粗液氩进入精氩塔继续精馏。蒸发器冷凝侧以下塔输入的氮气为热源,将精氩塔底部的液氩蒸发为上升蒸汽,氮气冷凝为液氮输入冷凝器B;冷凝器B利用过冷液氮作为冷源,冷却精氩塔顶的氩蒸气,使精氩塔顶产生回流液,保证塔内精馏,从而实现氩氮分离,在精氩塔底部获得纯液氩,同时生产纯氮。

  上述高纯液氩的精馏系统的有益效果是:通过设置合理的精馏系统,提高了纯液氩的制备效率,纯氩的产量更高;氩精制塔中多层液体分布器和填料的设计,提高了液氮和氩的接触程度,进一步提高了纯液氩的产量。

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