一种供窑炉专有富氧系统分梯度冷能回收预冷方法技术方案

本发明专利技术公开一种供窑炉专有富氧系统分梯度冷能回收预冷方法，利用精馏模块的冷能对压缩后的原料空气进行预冷，提高了能量利用率，降低了能耗，减少投资成本；同时也回收了压缩后的原料空气的热能，以获得高温高压富氧产品、高温低压富氧产品，降低水泥窑炉生产煤耗，节约费用，同时减少废气排放。本发明专利技术还公开了一种供窑炉专有富氧的制备方法，可同时生产三股不同类型的富氧产品，一股为低温中压富氧产品，用于水泥窑炉送煤风；另两股为高温低压富氧产品、高温高压富氧产品，分别用于水泥窑炉富氧燃烧器的旋流风、水泥窑炉富氧燃烧器的轴流风。

【技术实现步骤摘要】
一种供窑炉专有富氧系统分梯度冷能回收预冷方法
本专利技术涉及富氧燃烧
，具体涉及一种供窑炉专有富氧系统分梯度冷能回收预冷方法及一种供窑炉专有富氧的制备方法。
技术介绍
富氧燃烧就是一种高效燃烧技术，富氧燃烧加大了助燃空气中的氧含量，可以极大地改善燃烧条件，提高燃烧效率，降低污染排放。目前，我国主要是应用于玻璃熔窑和金属冶炼，尤其在高温、高煤耗的水泥工业窑炉行业也得以应用和推广，并取得了较好的有益效果，同时也碰到了很多问题亟待解决。根据水泥窑炉系统热工工艺及水泥窑炉专有富氧燃烧器结构，为保证煤粉输送的安全及有效燃烧，需要提供一定压力的低温富氧气体，为保证煤粉燃烧的热量能更好地被水泥熟料吸收利用，需要提供一定压力的高温富氧气体。同时，对于富氧系统，传统工艺会应用到压缩机和预冷机，压缩后的气体需要用水冷却器和预冷机预冷，由于水泥厂生料制备、熟料煅烧及粉磨、水泥粉磨等过程会产生大量的粉尘颗粒，分布于大气及循环水中，会对富氧系统的压缩机的叶轮及水冷却器、预冷机的冷却器等造成损坏和堵塞、造成富氧系统停机，影响水泥厂正常生产，因此应尽量减少循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种供窑炉专有富氧系统分梯度冷能回收预冷方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一、经压缩模块过滤、压缩后的原料空气进入分梯度冷能回收预冷模块的高温热能回收器，和来自分梯度冷能回收预冷模块的低温热能回收器中的常温中压富氧、常温常压氮气及精馏模块的高压富氧进行换热，原料空气被冷却；常温中压富氧被加热，再经节流阀节流，作为高温低压富氧产品用于水泥窑炉富氧燃烧器的旋流风；高压富氧被加热，作为高温高压富氧产品用于水泥窑炉富氧燃烧器的轴流风；常温常压氮气被加热后放空；/n步骤二、冷却后的原料空气进入分梯度冷能回收预冷模块的水冷却器继续冷却，之后进入低温冷能回收器，和精馏模块的部分第一低温中压富氧、部...

【技术特征摘要】
1.一种供窑炉专有富氧系统分梯度冷能回收预冷方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、经压缩模块过滤、压缩后的原料空气进入分梯度冷能回收预冷模块的高温热能回收器，和来自分梯度冷能回收预冷模块的低温热能回收器中的常温中压富氧、常温常压氮气及精馏模块的高压富氧进行换热，原料空气被冷却；常温中压富氧被加热，再经节流阀节流，作为高温低压富氧产品用于水泥窑炉富氧燃烧器的旋流风；高压富氧被加热，作为高温高压富氧产品用于水泥窑炉富氧燃烧器的轴流风；常温常压氮气被加热后放空；
步骤二、冷却后的原料空气进入分梯度冷能回收预冷模块的水冷却器继续冷却，之后进入低温冷能回收器，和精馏模块的部分第一低温中压富氧、部分低温常压氮气换热，原料空气被进一步冷却以完成预冷，再进入纯化模块、精馏模块进行后续的纯化、精馏工序；第一低温中压富氧被加热以常温中压富氧进入步骤一高温热能回收器换热，低温常压氮气被加热以常温常压氮气进入步骤一高温热能回收器换热。


2.根据权利要求1所述的供窑炉专有富氧系统分梯度冷能回收预冷方法，其特征在于，精馏模块的第一低温中压富氧、高压富氧、低温常压氮气由如下步骤制备得到：
步骤一、经纯化模块的分子筛吸附器纯化后的原料空气部分用于仪表空气，其余部分进入精馏模块的主换热器冷却至饱和并带有一定含湿后进入精馏模块的精馏塔底部参与精馏；
步骤二、空气经精馏塔精馏后分离为富氧液空和带压氮气，富氧液空经精馏模块的过冷器过冷、节流阀节流后进入精馏模块的冷凝蒸发器和带压氮气换热，富氧液空被汽化为富氧空气，富氧空气经过冷器复热后，进入主换热器，分成两股，一股复热后作为第二低温中压富氧产品用于水泥窑炉送煤风，另一股部分复热后以第一低温中压富氧分成两部分，一部分依次进入低温冷能回收器、高温热能回收器换热，另一部分由精馏模块的增压透平膨胀机的增压端增压后以高压富氧进入高温热能回收器换热；
步骤三、一部分带压氮气进入冷凝蒸发器和富氧液空换热，带压氮气被冷凝为液氮，液氮一部分作为液氮产品出精馏箱，另一部分引入精馏塔顶部作为回流液；另一部分带压氮气进入主换热器部分复热后引入增压透平膨胀机膨胀制冷，膨胀后的常压氮气经过冷器、主换热器复热后以低温常压氮气分成两部分，一部分作为再生气由纯化模块的电加热器加热后引入分子筛吸附器，另一部分依次进入低温冷能回收器、高温热能回收器换热。


3.根据权利要求1所述的供窑炉专有富氧系统分梯度冷能回收预冷方法，其特征在于，原料空气经压缩模块的过滤器过滤掉灰尘和机械杂质后，进入压缩模块的透平空气压缩机，原料空气压缩到0.35-0.4MPa。


4.根据权利要求1所述的供窑炉专有富氧系统分梯度冷能回收预冷方法，其特征在于，原料空气经高温热能回收器由100-125℃冷却至65-75℃，再由水冷却器继续冷却至40℃，之后经低温冷能回收器进一步冷却至15-20℃，完成预冷。


5.根据权利要求1所述的供窑炉专有富氧系统分梯度冷能回收预冷方法，其特征在于，精馏模块的第一低温中压富氧含25％-50％O2，温度为5-10℃，压力为60-80KPa，一部分经低温冷能回收器换热，被加热后以常温中压富氧进入高温热能回收器换热，被加热后以高温中压富氧经节流阀节流，作为高温低压富氧产品，含25％-50％O2，温度为90-115℃，压力为20-35KPa，用于水泥窑炉富氧燃烧器的旋流风；另一部分经增压透平膨胀机的增压端增压，以高压富氧经高温热能回收器换热，被加热后作为高温高压富氧产品，含25％-50％O2，温度为90-115℃，压力为80-100KPa，用于水泥窑炉富氧燃烧器的轴流风。


6.根据权利要求2所述的供窑炉专有富氧系统分梯度冷能回收预冷方法，其特征在于，富氧液空被汽化为富氧空气，含25％-50％O2，压力为60-80KPa，富氧空气经过冷器复热后，进入主换热器，分成两股，一股复热至16-20℃作为第二低温中压富氧产品，含25％-50％O2，温度为16...

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