一种窑炉用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了一种窑炉用低压富氧制取装置，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、双级精馏塔、主冷凝蒸发器、过冷器、透平膨胀机、冷箱。本实用新型专利技术装置采用双塔精馏、氮气返流膨胀制取工艺，设备少，运行稳定，能耗低，富氧产品提取率高，可直接供窑炉系统使用，有副产品回收。

A low pressure oxygen rich production device for kiln

The utility model discloses a low pressure oxygen producing device in a kiln, including filter, turbine air compressor, air cooling unit, the alternate use of molecular sieve adsorber, electric heater, heat exchangers, two-stage distillation tower, main condenser, cooler, turbine expansion machine, cold box. The utility model adopts the rectification process of Twin Towers and the expansion process of nitrogen reflux, and has the advantages of less equipment, stable operation, low energy consumption, high extraction rate of oxygen enriched products, and can be directly used for kiln system, with by-product recovery.

【技术实现步骤摘要】
一种窑炉用低压富氧制取装置
本技术涉及空气分离
，具体涉及一种窑炉用低压富氧制取装置。
技术介绍
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，最大可能地、充分地释放出所有的热量，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。采用的膜分离制取富氧技术存在的问题和缺陷：一是能耗高；二是富氧助燃压力低；三是长期稳定运行的稳定性不足；四是膜更换成本高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种窑炉用低压富氧制取装置和方法，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、双级精馏塔、主冷凝蒸发器、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、双级精馏塔、主冷凝蒸发器、过冷器、透平膨胀机设置于冷箱内，双级精馏塔包括精馏塔下塔和精馏塔上塔，主冷凝蒸发器设在精馏塔下塔和精馏塔上塔之间；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下塔底部的原料空气进口连接；精馏塔下塔顶部的带压氮气出口和主冷凝蒸发器连接，主冷凝蒸发器的液氮出口分别和精馏塔下塔顶部、过冷器连接，过冷器再分别和精馏塔上塔顶部、冷箱外液氮产品存储罐连接，其中，过冷器和精馏塔上塔顶部的连接管路上设有节流阀二，过冷器和冷箱外液氮产品存储罐的连接管路上设有阀门；精馏塔下塔底部的液空出口和过冷器连接，过冷器再和精馏塔上塔中部连接，其中，过冷器和精馏塔上塔中部连接的管路上设节流阀一；精馏塔上塔底部的低压富氧出口和过冷器连接，过冷器再和主换热器连接，主换热器连接外部管道以提供低压富氧产品；精馏塔上塔顶部的低压氮气出口和过冷器连接，过冷器和主换热器连接，主换热器和透平膨胀机连接，透平膨胀机再和主换热器连接，主换热器和电加热器连接，电加热器和交替使用的分子筛吸附器连接，主换热器连接外部管道以提供氮气产品。进一步地，主换热器连接外部管道以提供氮气产品，该外部管道可设有氮压机。本技术的有益效果：本技术装置采用双塔精馏、氮气返流膨胀制取工艺，设备少，运行稳定，能耗低，富氧产品提取率高，可直接供窑炉系统使用，有副产品回收。制取的富氧产品为干燥、带压(1.5-3barA)的可直接供窑炉系统使用低纯度富氧(40-70％O2)，无需和空气混配，不会引入空气中的水分和杂质，产品纯度和压力不会受周围环境条件的影响而变化，产品纯度和压力可调，适用范围广，可最大程度上满足用户对不同纯度和不同压力富氧产品的需求。同时有大量副产品氮气及液氮回收，经济价值仅副产品可两年回收成本。附图说明图1为本技术装置示意图。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、双级精馏塔7、主冷凝蒸发器13、过冷器8、透平膨胀机9、冷箱，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设置于冷箱外，主换热器6、双级精馏塔7、主冷凝蒸发器13、过冷器8、透平膨胀机9设置于冷箱内，双级精馏塔7包括精馏塔下塔12和精馏塔上塔14，主冷凝蒸发器13设在精馏塔下塔12和精馏塔上塔14之间；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再和精馏塔下塔12底部的原料空气进口连接；精馏塔下塔14顶部的带压氮气出口和主冷凝蒸发器13连接，主冷凝蒸发器13的液氮出口分别和精馏塔下塔14顶部、过冷器8连接，过冷器8再分别和精馏塔上塔14顶部、冷箱外液氮产品存储罐连接，其中，过冷器8和精馏塔上塔14顶部的连接管路上设有节流阀二11，过冷器8和冷箱外液氮产品存储罐的连接管路上设有阀门；精馏塔下塔12底部的液空出口和过冷器8连接，过冷器8再和精馏塔上塔14中部连接，其中，过冷器8和精馏塔上塔14中部连接的管路上设节流阀一10；精馏塔上塔14底部的低压富氧出口和过冷器8连接，过冷器8再和主换热器6连接，主换热器6连接外部管道以提供低压富氧产品；精馏塔上塔14顶部的低压氮气出口和过冷器8连接，过冷器8和主换热器6连接，主换热器6和透平膨胀机9连接，透平膨胀机9再和主换热器6连接，主换热器6和电加热器5连接，电加热器5和交替使用的分子筛吸附器4连接，主换热器6连接外部管道以提供氮气产品，该外部管道可设有氮压机(图1中未标示出)。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；用于将低压富氧复热、低压氮气部分复热、膨胀后的氮气复热；双级精馏塔7，包括精馏塔下塔12和精馏塔上塔14，精馏塔下塔12用于将经过滤、压缩、预冷、纯化、冷却后的原料空气低温精馏而分离为液空和带压氮气；精馏塔上塔14用于将液空、液氮精馏为液化富氧和低压氮气；主冷凝蒸发器13，用于将带压氮气和液化富氧进行换热，带压氮气液化为液氮，液化富氧汽化为低压富氧；过冷器8，用于将液空、液氮过冷，用于将低压富氧、低压氮气复热；透平膨胀机9，用于将低压氮气膨胀制取冷箱必需冷量。上述装置制取窑炉用低压富氧，包括如下步骤：步骤一、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0.5-0.8MPaA；之后经空气预冷机组3预冷至5-8℃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1中未标示出)，其余部分进入主换热器6被返流的低压富氧、低压氮气、膨胀后的氮气冷却至饱和并带有一定含湿后进入精馏塔下塔12底部精馏分离为液空和带压氮气；带压氮气引入主冷凝蒸发器13和液化富氧进行换热，同时带压氮气液化为液氮，液氮一部分引入到精馏塔下塔12，作为精馏塔下塔12回流液，一部分经过冷器8过冷并节流后引入到精馏塔上塔14，作为精馏塔上塔14回流液，其余部分出冷箱作为液氮产品；步骤三、液空经过冷器8过冷、节流阀一10节流后进入精馏塔上塔14中部精馏，得到液化富氧和低压氮气；液化富氧被下塔引出的带压氮气汽化为低压富氧，低压富氧经过冷器8、主换热器6复热后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种窑炉用低压富氧制取装置，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、双级精馏塔、主冷凝蒸发器、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、双级精馏塔、主冷凝蒸发器、过冷器、透平膨胀机设置于冷箱内，双级精馏塔包括精馏塔下塔和精馏塔上塔，主冷凝蒸发器设在精馏塔下塔和精馏塔上塔之间；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下塔底部的原料空气进口连接；精馏塔下塔顶部的带压氮气出口和主冷凝蒸发器连接，主冷凝蒸发器的液氮出口分别和精馏塔下塔顶部、过冷器连接，过冷器再分别和精馏塔上塔顶部、冷箱外液氮产品存储罐连接，其中，过冷器和精馏塔上塔顶部的连接管路上设有节流阀二，过冷器和冷箱外液氮产品存储罐的连接管路上设有阀门；精馏塔下塔底部的液空出口和过冷器连接，过冷器再和精馏塔上塔中部连接，其中，过冷器和精馏塔上塔中部连接的管路上设节流阀一；精馏塔上塔底部的低压富氧出口和过冷器连接，过冷器再和主换热器连接，主换热器连接外部管道以提供低压富氧产品；精馏塔上塔顶部的低压氮气出口和过冷器连接，过冷器和主换热器连接，主换热器和透平膨胀机连接，透平膨胀机再和主换热器连接，主换热器和电加热器连接，电加热器和交替使用的分子筛吸附器连接，主换热器连接外部管道以提供氮气产品。...

【技术特征摘要】
1.一种窑炉用低压富氧制取装置，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、双级精馏塔、主冷凝蒸发器、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、双级精馏塔、主冷凝蒸发器、过冷器、透平膨胀机设置于冷箱内，双级精馏塔包括精馏塔下塔和精馏塔上塔，主冷凝蒸发器设在精馏塔下塔和精馏塔上塔之间；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下塔底部的原料空气进口连接；精馏塔下塔顶部的带压氮气出口和主冷凝蒸发器连接，主冷凝蒸发器的液氮出口分别和精馏塔下塔顶部、过冷器连接，过冷器再分别和精馏塔上塔顶部、冷箱外液...

【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