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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CN108645118A(43)申请公布日2018.10.12(21)申请号201810580354.6(22)申请日2018.06.07(71)申请人上海联风能源科技有限公司地址201499上海市奉贤区海湾镇农工商大道228号2幢1788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代理人俞涤炯(51)Int.Cl.F25J3/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种提高氩气回收率的装置及方法(57)摘要本发明公开了一种提高氩气回收率的装置及方法,利用回收现场会有液氩提供的便利,用液氩提供冷量,再利用低温精馏法脱除氮气、氢气,提高了氩气的回收率和氢气的利用率,简化了低温精馏的流程和操作,降低了运行能耗;利用集成的空气氮气流路,通过膨胀机产生冷量,冷箱内自产氮气,可降低再生气的限制,提高回收氩气的提取率;此外,还利用辅助冷凝蒸发器的连接作用,将氩气回收流路与空气氮气流路进行冷量交换,把膨胀机产生的多余冷量输送到氩气回收流路,降低了外界加入的液氩量,从而降低了设备的运营成本。CN108645118ACN108645118A权利要求书1/2页1.一种提高氩气回收率的方法,其特征在于,包括步骤:(1)将待回收氩气依次经氩气压缩机(1)、除一氧化碳器(2)、除氧器(4)和氩气预冷纯化系统(6)净化处理后,除去回收氩气中的一氧化碳、氧、水和二氧化碳,得干燥的粗氩气;(2)将干燥的粗氩气送入精馏冷箱(7),经主换热器(8)降温后送入精氩塔(10)底部的氩塔再沸器(9),出氩塔再沸器(9)的气液混合流体通过管道经粗氩气节流阀(V2)送入精氩塔(10)中上部参与精馏,气体部分随精氩塔(10)内气体上升,液体部分随精氩塔(10)内液体下降,并在塔底得到纯液氩;(3)从精氩塔(10)底部抽出纯液氩,经纯液氩节流阀(V1)节流降压后送入氩塔冷凝蒸发器(11)的蒸发侧;纯液氩在氩塔冷凝蒸发器(11)的蒸发侧蒸发为氩气,经主换热器(8)复热回收冷量后出精馏冷箱(7)送入纯氩气用户;(4)从精氩塔(10)顶部抽出的氩气出塔后分为三部分,第一部分氩气经主换热器(8)复热回收冷量后送入氩气预冷纯化系统(6)作为再生气一部分;第二部分氩气进入氩塔冷凝蒸发器(11)的气体侧冷凝为液体,并经管道流回精氩塔(10),为精氩塔(10)提供精馏所需的液体;第三部分氩气经管道进入辅助冷凝蒸发器(12)内与部分液体空气进行换热,冷凝为液体后,与第二部分氩气冷凝的液体汇合送入精氩塔(10);(5)同时,将空气经空气压缩机(17)压缩后,送入空气预冷纯化系统(18)去空气中的除水和二氧化碳,干燥后的空气经精馏冷箱(7)内的主换热器(8)降温后进入氮塔再沸器(14)被部分液化,然后送入气液分离器(13)进行气液分离;(6)从氮塔(15)顶部抽出的高纯度氮气,一部分送入氮塔冷凝蒸发器(16)的高温侧,被降温冷却为液氮后送回氮塔(15),另一部分经主换热器(8)复热回收冷量后,出精馏冷箱(7)送入氩气预冷纯化系统(6),作为再生气使用;(7)从氮塔(15)底部抽出的富氧液,经调压后送入氮塔冷凝蒸发器(16),并被汽化为富氧气从氮塔冷凝蒸发器(16)顶部抽出,经主换热器(8)复热后出精馏冷箱(7)送入空气预冷纯化系统(18),作为再生气使用。2.根据权利要求1所述的提高氩气回收率的方法,其特征在于,步骤(1)中,回收氩气在除一氧化碳器(2)中进行催化反应,以使气体中的一氧化碳的含量<1ppm,气体经第一冷却器(3)降温至40℃,并与加入的氢气混合后送入除氧器(4)发生反应,温度上升不超过200℃;除氧后的高温氩气再经第二冷却器(5)降温至40℃后送入氩气预冷纯化系统(6)冷却至5-8℃,并除去水和二氧化碳。3.根据权利要求1所述的提高氩气回收率的方法,其特征在于,步骤(3)中,还包括:从外界补充液氩一并送入氩塔冷凝蒸发器(11)的蒸发侧,以补充回收过程中的冷量损失。4.根据权利要求1所述的提高氩气回收率的方法,其特征在于,步骤(5)中,空气经空气压缩机(17)压缩至0.7-1.2MPaG,经空气预冷系统(18)除去水和二氧化碳后,送入进入精馏冷箱(7)内的主换热器(8),降温至-160℃至-170℃。5.根据权利要求1所述的提高氩气回收率的方法,其特征在于,步骤(5)中,气液分离器(13)内气液分离后的液体从底部流出后,一部分送入氮塔(15),另一部分送入辅助冷凝蒸发器(12),为其提供冷量,以液化精氩塔(10)顶部出来的气体,被汽化的气体与从气液分离器(13)顶部出来的气体混合后送入氮塔(15)底部参与精馏,并在精氩塔(10)顶部得到高纯度氮气,在精氩塔