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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111637685A(43)申请公布日2020.09.08(21)申请号202010631831.4(22)申请日2020.07.03(71)申请人上海迎飞能源科技有限公司地址201702上海市青浦区双联路158号1幢11层C区1129室(72)发明人郝文炳(74)专利代理机构上海申新律师事务所31272代理人郎祺(51)Int.Cl.F25J3/02(2006.01)F25J5/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种带氩气循环和氢气循环的单塔低温精馏回收氩气系统及方法(57)摘要本发明公开了一种带氩气循环和氢气循环的单塔低温精馏回收氩气系统及方法,包括前处理系统、精馏冷箱、氢气循环压缩机和氩气循环压缩机;所述精馏冷箱包括换热器、氩塔再沸器、粗液氩节流阀、精氩塔、纯液氩节流阀、氩塔冷凝蒸发器和辅助再沸器。本发明利用回收现场会有液氩提供的便利,用液氩提供冷量,不必单独设置膨胀机,净化粗氩气,再利用低温精馏法脱除氮气、氢气,利用循环氩气增强精馏塔效率,提高了氩气的回收率,简化了低温精馏的流程和操作,降低了运行能耗。CN111637685ACN111637685A权利要求书1/2页1.一种带氩气循环和氢气循环的单塔低温精馏回收氩气系统,其特征在于,包括前处理系统、精馏冷箱、氢气循环压缩机和氩气循环压缩机;所述精馏冷箱包括换热器、氩塔再沸器、粗液氩节流阀、精氩塔、纯液氩节流阀、氩塔冷凝蒸发器和辅助再沸器;具体管路连接顺序为:所述前处理系统的纯化系统的气体出口管路通过所述换热器与所述氩塔再沸器连接,所述氩塔再沸器的冷凝侧管路通过所述粗液氩节流阀与所述精氩塔的中上部连接;所述精氩塔底部液氩管路通过所述纯液氩节流阀与所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧连接,所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧氩气出口管路通过所述换热器后分为两路,一路送出所述精馏冷箱,另一路与所述氩气循环压缩机连接;所述氩气循环压缩机的出口管路通过所述换热器、辅助再沸器与所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧连接;所述氩塔再沸器顶部的不凝气出口管路经过所述换热器后与所述氢气循环压缩机连接,所述氢气循环压缩机的出口管路通入所述前处理系统;所述精氩塔的塔顶出口管路分为两路,一路通过所述换热器后送出所述精馏冷箱与所述纯化系统连接,另一路与所述氩塔冷凝蒸发器的冷凝侧连接。2.根据权利要求1所述的单塔低温精馏回收氩气系统,其特征在于,所述前处理系统包括依次管路连接的氩气压缩机、除一氧化碳器、第一冷却器、除氧器、第二冷却器、氩气预冷机、纯化系统。3.根据权利要求2所述的单塔低温精馏回收氩气系统,其特征在于,所述氢气循环压缩机的出口管路与系统加氢管路合并后,与所述第一冷却器和除氧器之间的管路连通。4.根据权利要求1所述的单塔低温精馏回收氩气系统,其特征在于,所述辅助再沸器的冷源为所述精馏塔底部的纯液氩,所述辅助再沸器的出口管路与所述精氩塔下部连接。5.根据权利要求1所述的单塔低温精馏回收氩气系统,其特征在于,所述辅助再沸器与所述氩塔冷凝蒸发器的连接管路上设有液氩节流阀;所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧还连接有液氩补充管路。6.根据权利要求1所述的单塔低温精馏回收氩气系统,其特征在于,所述精氩塔的塔顶氮气出口管路送出所述精馏冷箱部分的管路上设有氮气补充管路。7.一种采用如权利要求1~6任一项所述系统的单塔低温精馏回收氩气方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:需要回收的废氩气经所述所述前处理系统处理后,得到主要含有氩气、氮气、氢气的干燥粗氩气;S2:由S1得到的干燥粗氩气进入所述精馏冷箱,首先进入所述换热器降温至-154℃,再进入所述精氩塔底部的氩塔再沸器,所述氩塔再沸器的气液混合流体经所述粗氩节流阀节流降压后送入所述精馏塔中上部参与精馏,其中的气体部分随着塔内气体上升,液体随着塔内液体下降,于所述精氩塔塔底得到纯液氩;S3:从所述精氩塔塔底抽出纯液氩,经过所述纯液氩经纯液氩节流阀节流降压后送入所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧;同时,外界补充的液氩一并进入所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧;纯液氩在所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧蒸发为氩气,进入所述换热器复热回收冷量后,一路送出所述精馏冷箱,供给客户;另一路由所述氩气循环压缩机加压后,送入所述换热器冷却至液化温度,再经过所述辅助再沸器液化,液化后的液氩经过所述液氩节流阀节流后送到所述液氩氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧;2CN111637685A权利要求书2/2页S4:所述氩塔再沸器顶部的不凝气主要为氢气,将其抽出经所述换热器复热回收冷量后,由氢气循环压缩机压缩后与系统加入氢气混合后送入所述除氧器;所述精氩塔塔顶主要为氢气与氮气的混合气出塔顶后分为两路,一路经所述换热器复热回收冷量后送出所述精馏