一种窑炉用深冷直送低压富氧制取装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种窑炉用深冷直送低压富氧制取装置，包括过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、主换热器、精馏塔、冷凝蒸发器K1、冷凝蒸发器K2、过冷器、透平膨胀机、冷箱，冷凝蒸发器K1设在精馏塔顶部、冷凝蒸发器K2设在精馏塔底部。采用返流膨胀单塔制取低压富氧，原料空气在精馏塔底部的冷凝蒸发器K2中和液空换热后氧的含量提高，再进入精馏塔参与精馏，精馏塔底部得到的富氧液空含氧量达到40％‑45％，进而满足窑炉用户对富氧纯度的要求，可供客户直接使用。采用低压氮气进行膨胀制冷，有副产品氮气和液氮，增加了经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种窑炉用深冷直送低压富氧制取装置
本技术涉及空气分离
，具体涉及一种窑炉用深冷直送低压富氧制取装置。
技术介绍
传统上的燃烧过程大都是基于空气为氧化剂来源的热工过程，常规燃烧方式助燃空气仅21％的氧气参与燃烧过程，而空气中的79％的氮气不但不帮助燃烧，反而吸收了大量的燃烧反应放出的热量，并作为烟气排出，造成燃料的很大浪费。随着助燃技术的不断提高，人们发现采用富氧作为氧化剂来源较传统的燃烧过程更节能环保：富氧环境下，燃料在最短的时间内迅速燃尽，最大可能的、充分的释放出所有的热量，提高了燃料的燃尽率，减少燃料的热损失，节约了燃料，同时，富氧燃烧环境能有效的提高燃料系统的升温速率而节能。目前，空分装置制取的富氧纯度一般在80％-95％，在应用时需和空气混合后才能使用，这样带来的缺点：一是产品纯度较高，实际应用时需要再增加混配系统才能达到用户所需富氧比例，增加投资成本；二是在混配过程中，富氧纯度不宜控制，容易发生炉体烧毁等安全事故。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种窑炉用深冷直送低压富氧制取装置，以解决现有技术的不足。本技术采用以下技术方案：一种窑炉用深冷直送低压富氧制取装置，包括过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、主换热器、精馏塔、冷凝蒸发器K1、冷凝蒸发器K2、过冷器、透平膨胀机、冷箱，过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器设置于冷箱外，主换热器、精馏塔、冷凝蒸发器K1、冷凝蒸发器K2、过冷器、透平膨胀机设置于冷箱内，冷凝蒸发器K1设在精馏塔顶部、冷凝蒸发器K2设在精馏塔底部；过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、主换热器依次连接，主换热器再和精馏塔底部的冷凝蒸发器K2连接；冷凝蒸发器K2出口和精馏塔底部的原料空气进口连接；精馏塔顶部的带压氮气出口分别和主换热器、冷凝蒸发器K1连接，主换热器和透平膨胀机连接，透平膨胀机和主换热器连接，主换热器再分别和电加热器、外部氮气产品管路连接，电加热器和交替使用的分子筛吸附器连接；冷凝蒸发器K1出口分别和外部液氮产品管路、精馏塔顶部的液氮进口连接；精馏塔底部的富氧液化空气出口和过冷器连接，过冷器和精馏塔顶部的富氧液化空气进口连接，过冷器和精馏塔顶部的富氧液化空气进口的连接管路上设有节流阀，精馏塔顶部的富氧出口和过冷器连接，过冷器和主换热器连接，主换热器再和外部富氧产品管道连接。本技术的有益效果：1、本技术采用返流膨胀单塔制取低压富氧，原料空气在精馏塔底部的冷凝蒸发器K2中和液空换热后氧的含量提高，再进入精馏塔参与精馏，精馏塔底部得到的富氧液空含氧量达到40％-45％，进而满足窑炉用户对富氧纯度的要求，可供客户直接使用，不需要再和空气混配使用，节省成本，提高生产安全性。2、本技术采用低压氮气进行膨胀制冷，有副产品氮气和液氮，增加了经济效益。附图说明图1本技术装置结构示意图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本技术，但并不用来限定本技术的实施范围。一种窑炉用深冷直送低压富氧制取装置，如图1所示，包括过滤器1、透平空气压缩机2、空气预冷机组3、交替使用的分子筛吸附器4、电加热器5、主换热器6、精馏塔7、冷凝蒸发器K1、冷凝蒸发器K2、过冷器8、透平膨胀机10、冷箱11，过滤器1、透平空气压缩机2、空气预冷机组3、交替使用的分子筛吸附器4、电加热器5设置于冷箱11外，主换热器6、精馏塔7、冷凝蒸发器K1、冷凝蒸发器K2、过冷器8、透平膨胀机10设置于冷箱11内，冷凝蒸发器K1设在精馏塔7顶部、冷凝蒸发器K2设在精馏塔7底部；过滤器1、透平空气压缩机2、空气预冷机组3、交替使用的分子筛吸附器4、主换热器6依次连接，主换热器6再和精馏塔7底部的冷凝蒸发器K2连接；冷凝蒸发器K2出口和精馏塔7底部的原料空气进口7-1连接；精馏塔7顶部的带压氮气出口7-3分别和主换热器6、冷凝蒸发器K1连接，主换热器6和透平膨胀机10连接，透平膨胀机10和主换热器6连接，主换热器6再分别和电加热器5、外部氮气产品管路连接，电加热器5和交替使用的分子筛吸附器4连接；冷凝蒸发器K1出口分别和外部液氮产品管路、精馏塔7顶部的液氮进口7-4连接；精馏塔7底部的富氧液化空气出口7-2和过冷器8连接，过冷器8和精馏塔7顶部的富氧液化空气进口7-5连接，过冷器8和精馏塔7顶部的富氧液化空气进口7-5的连接管路上设有节流阀9，精馏塔7顶部的富氧出口7-6和过冷器8连接，过冷器8和主换热器6连接，主换热器6再和外部富氧产品管道连接。上述各部件的功能如下：过滤器1，用于过滤原料空气中的灰尘和机械杂质；透平空气压缩机2，用于将过滤后的原料空气压缩到设定压力；空气预冷机组3，用于将过滤、压缩后的原料空气预冷；交替使用的分子筛吸附器4，用于将过滤、压缩、预冷后的原料空气纯化，去除水分、CO2、C2H2等物质；电加热器5，用于加热氮气以再生分子筛吸附器；主换热器6，用于将过滤、压缩、预冷、纯化后的原料空气冷却；用于将带压氮气部分复热，膨胀后的氮气复热，富氧复热；精馏塔7，将经冷凝蒸发器K2冷却后的原料空气进行精馏，获得带压氮气和富氧液化空气；冷凝蒸发器K1，用于将带压氮气和富氧液化空气进行换热；冷凝蒸发器K2，用于将冷却至饱和并带有一定含湿后的原料空气和液空换热；过冷器8，用于将富氧液化空气过冷，用于将富氧复热；透平膨胀机10，用于将部分复热后的低压氮气膨胀制取冷箱必需冷量。上述装置制取窑炉用深冷直送低压富氧，包括如下步骤：步骤1、将原料空气经过滤器1过滤掉灰尘和机械杂质后，进入透平空气压缩机2将空气压缩到约0.4-0.7MPaA；之后经空气预冷机组3预冷至8-10℃后进入交替使用的分子筛吸附器4中纯化，将水分、CO2、C2H2等物质去除；步骤二、将纯化后的原料空气部分用于仪表空气(图中未表示出)，其余部分进入主换热器6冷却至饱和并带有一定含湿后进入精馏塔7底部的冷凝蒸发器K2，由精馏塔7底部的液空冷却，冷却后从精馏塔7底部的原料空气7-1进口引入到精馏塔7进行精馏，精馏后在精馏塔7顶部获得带压氮气，在精馏塔7底部获得富氧液化空气；步骤三、部分带压氮气抽出进入到主换热器6部分复热后引入透平膨胀机10膨胀制冷，膨胀后的氮气引入主换热器6进行复热，复热后的氮气一部分作为分子筛吸附器再生气，剩余部分作为产品氮气引出冷箱11外；其余部分带压氮气引入到冷凝蒸发器K1，和富氧液化空气换热，带压氮气液化为液氮，液氮一部分由精馏塔7顶部的液氮进口7-4引入到精馏塔7，作为精馏塔7回流液，其余部分出冷箱11作为液氮产品；步骤四、富氧液化空气经过冷器8过冷至约-183℃、节流阀9节流后由精馏塔7顶部的富氧液化空气进口7-5引入到精馏塔7，作为冷凝蒸发器K1冷源，富氧液化空气和带压氮气换热，富氧液化空气汽化为富氧，富氧从精馏塔7顶部引出，经过冷器8、主换热器6复热后引出冷箱11作为富氧产品，所获得的富氧产品含40％-45％O2，约12℃，1.5-3BarA。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种窑炉用深冷直送低压富氧制取装置，其特征在于，包括过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、主换热器、精馏塔、冷凝蒸发器K1、冷凝蒸发器K2、过冷器、透平膨胀机、冷箱，过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器设置于冷箱外，主换热器、精馏塔、冷凝蒸发器K1、冷凝蒸发器K2、过冷器、透平膨胀机设置于冷箱内，冷凝蒸发器K1设在精馏塔顶部、冷凝蒸发器K2设在精馏塔底部；过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、主换热器依次连接，主换热器再和精馏塔底部的冷凝蒸发器K2连接；冷凝蒸发器K2出口和精馏塔底部的原料空气进口连接；精馏塔顶部的带压氮气出口分别和主换热器、冷凝蒸发器K1连接，主换热器和透平膨胀机连接，透平膨胀机和主换热器连接，主换热器再分别和电加热器、外部氮气产品管路连接，电加热器和交替使用的分子筛吸附器连接；冷凝蒸发器K1出口分别和外部液氮产品管路、精馏塔顶部的液氮进口连接；精馏塔底部的富氧液化空气出口和过冷器连接，过冷器和精馏塔顶部的富氧液化空气进口连接，过冷器和精馏塔顶部的富氧液化空气进口的连接管路上设有节流阀，精馏塔顶部的富氧出口和过冷器连接，过冷器和主换热器连接，主换热器再和外部富氧产品管道连接。...

【技术特征摘要】
1.一种窑炉用深冷直送低压富氧制取装置，其特征在于，包括过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、主换热器、精馏塔、冷凝蒸发器K1、冷凝蒸发器K2、过冷器、透平膨胀机、冷箱，过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器设置于冷箱外，主换热器、精馏塔、冷凝蒸发器K1、冷凝蒸发器K2、过冷器、透平膨胀机设置于冷箱内，冷凝蒸发器K1设在精馏塔顶部、冷凝蒸发器K2设在精馏塔底部；过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、主换热器依次连接，主换热器再和精馏塔底部的冷凝蒸发器K2连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晖，何森林，杨正军，周优珍，
申请(专利权)人：杭州特盈能源技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33