一种自增压制氧系统技术方案

本申请公开了一种自增压制氧系统，包括压缩预冷系统、预处理系统及分离系统，压缩预冷系统包括空压机组、空气冷却塔、水冷塔和循环水塔，压缩空气经两次能量交换作用，节约了能量，预处理系统包括进样吸附系统、安全控制与切换系统、再生系统及控制系统，压缩空气经两次能量交换作用，节约了能量，预处理系统采用两台吸附器，实现两台吸附器的进口管线及出口管线之间的多组相互备用，提升了装置的运行的稳定性及安全性，分离系统包括预冷系统、液氧蒸发器及分馏塔，空气分离的效率较高，且过程中各物料经过多次能量交换，充分利用了能量，节约了能量，使得整个系统具有较高的经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种自增压制氧系统
本申请涉及制氧
，尤其涉及一种自增压制氧系统。
技术介绍
空气分离简称空分，是利用空气中各组分物理性质不同，采用深度冷冻、吸附、膜分离等方法从空气中分离出氧气、氮气，或同时提取氦气、氩气等稀有气体的过程，其广泛用于冶金、化工、石油、机械、采矿、食品、军事等工业部门。对于整个空分系统，通常包括将原料空气过滤后再压缩然后初步预冷系统，将预冷后的空气净化的预处理系统，以及将空气与氧气分离的深冷精馏分离系统。现有技术的上述空分系统中，预冷系统及深冷系统中，普遍存在能量利用率不高的温度，影响了空分效率的提高。而对于预处理系统，通常存在运行稳定性及安全性不佳的问题，又会进一步影响后续深冷精馏分离系统的运行，再一次降低了空分装置的制氧效率。因此，有必要对包括预冷、预处理及分离的整个空分系统进行改进，提高装置运行的稳定性及安全性，提高能量利用率。
技术实现思路
本申请提供了一种自增压制氧系统，能够充分利用压缩预冷及预处理系统中的能量的利用率，有效提高空气分离的效率，操作简单方便，经济性高。本申请所采用的技术方案为：一种自增压制氧系统，包括：压缩预冷系统，其包括空压机组、空气冷却塔、水冷塔和循环水塔，所述空气冷却塔设置有塔底入口、塔腰入口及塔顶入口，所述空压机组连通至所述塔底入口，所述水冷塔连通至所述塔顶入口，所述循环水塔连通至所述塔腰入口；所述空气冷却塔还设置有塔底出口及塔顶出口，所述塔底出口连通至所述循环水塔；预处理系统，其包括进样吸附系统、安全控制与切换系统、再生系统及控制系统，所述进样吸附系统包括可切换或同时使用的第一分子筛吸附器和第二分子筛吸附器，分子筛吸附器的进气口与压缩预冷系统连接，出气口连接至分离系统，所述安全控制与切换系统包括在各分子筛吸附器的进气口管线和出气口管线之间设置的一个或多个控制阀，能够将两吸附器的进气口管线或者出气口管线连通实现备用或者切换；所述再生系统控制再生气进入任意吸附器进行吸附剂的再生后排空，所述控制系统通过控制预处理系统中的控制阀的开闭；以及分离系统，其包括预冷系统、液氧蒸发器及分馏塔，所述预冷系统包括增压机、增压换热器及膨胀机，所述液氧蒸发器包括塔顶出口、第一塔底出口、第二塔底出口、塔身入口和回流入口，所述分馏塔包括上塔、下塔及设置于上塔底的主冷器，所述上塔位于所述下塔的顶部，所述上塔塔顶设置有上塔排气口及与所述预冷系统的物料出口相连通的塔中入口，所述下塔设置下塔进气口。优选地，所述水冷塔包括水冷塔入口和水冷塔出口，所述水冷塔入口设置于所述水冷塔的顶部，所述水冷塔出口设置于所述水冷塔的底部，所述水冷塔出口连通至所述塔顶入口，所述水冷塔入口与所述循环水塔相连通，所述空气压缩预冷系统还包括冷水机组，所述冷水机组位于所述水冷塔出口与所述塔顶入口的管路中，并与所述循环水塔相导通。优选地，所述空气压缩预冷系统还包括吸入过滤器，所述吸入过滤器设置于所述空压机组的前端，所述空压机组还设置有压力调节管路，所述压力调节管路设置有压力调节控制阀及放空消音装置，所述压力调节管路位于所述空压机组的后端，所述空气压缩预冷系统还包括用以为所述循环水塔提供冷量的冷凝器。优选地，所述循环塔还设置有冷却所述空压机组的冷水管路，所述空气压缩预冷系统还设置有第一冷却水泵，所述第一冷却水泵位于所述循环水塔与所述塔腰入口之间，所述空气压缩预冷系统还设置有第二冷却水泵，所述第二冷却水泵位于所述水冷塔与所述塔顶入口之间。优选地，所述第一分子筛吸附器和第二分子筛吸附器的进气口管线上分别设置有与温度监测关联的进气开关阀，根据温度来控制进气开关阀的开闭，再生气的进气管线上设置有温度监测装置。优选地，所述第一分子筛吸附器和第二分子筛吸附器的进气口管线之间连接有两组控制阀，每组控制阀包括两个，之间连通后将两吸附器的进气口管线连接，同组的控制阀之间通过放空管线后进行放空，所述放空管线连接有放空消音器。优选地，所述第一分子筛吸附器和第二分子筛吸附器的出气口管线之间连接有两组控制阀，其中第一组控制阀包括两个，该组控制阀之间连接有再生气的进气管线，第二组控制阀为一个，再生气的进气管线设置有带流量监测的控制阀，能够根据流量大小控制控制阀的开度。优选地，所述物料分为第一子物料及第二子物料，所述第一子物料进入所述预冷系统，所述第二子物料进入所述液氧蒸发器，所述液氧蒸发器前设置有第一换热器。优选地，所述下塔设置有下塔出口，所述下塔出口与所述液氧蒸发器连通，所述下塔还设置有连通至所述主冷器的下塔循环出口。优选地，所述分馏塔与所述液氧发送器之间还设置有第二换热器，所述分馏塔还设置有液位调节系统，所述液位调节系统包括调液管路及设置在所述调液管路中的控制阀。由于采用了上述技术方案，本申请所取得的有益效果为：1、压缩空气经由空气冷却塔下部的塔底入口进入，经两次能量交换作用，即来自循环水塔的循环水及来自水冷塔的冷水的两次冷却作用，使得经由塔顶出口流出的预冷气进一步降低，节约了后续工序的能量，提高了整个空分系统的经济性能。2、采用两台吸附器，能够实现两台吸附器的进口管线及出口管线之间的多组相互备用，在备用过程中不耽误另一装置的放空操作，提升了装置的运行的稳定性及安全性；采用多支路的再生气进气系统，根据再生气的流量及温度工况，选择适宜的单一支路或者多支路配合，多台加热器之间实现相互备用，进一步保证了装置运行的科学性及稳定性。3、经预处理的空气经由预冷系统进入至分馏塔，另一部分经液氧蒸发器进入至分馏塔，在分馏塔中进行分离，氮气由分馏塔排出，液体经由塔底进入液氧蒸发器分离出氧气，有效提高了空气分离的效率。而且在空气分离的过程中，各物料经过多次能量交换，充分利用了能量，节约了能量，使得整个系统具有较高的经济性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为自增压制氧系统的压缩预冷系统的示意图。图2为自增压制氧系统的预处理系统的示意图。图3为自增压制氧系统的分离系统的示意图。其中，11空压机组，12空气冷却塔，13水冷塔，14循环水塔，121塔底入口，122塔腰入口，123塔顶入口，124塔底出口，125塔顶出口，131水冷塔入口，132水冷塔出口，15冷水机组，16吸入过滤器，17压力调节管路，171压力调节控制阀，172放空消音装置，18冷凝器，19冷水管路，110第一冷却水泵，111第二冷却水泵。21第一分子筛吸附器，22第二分子筛吸附器，23第一控制阀，24第二控制阀，25第三控制阀，26第四控制阀，27第五控制阀，28第六控制阀，29第七控制阀，210第八控制阀，211第九控制阀，212第十控制阀，213第十一控制阀，214第十二控制阀，215第一加热器，216第二加热器，217放空消音器。31预冷系统，311增压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自增压制氧系统，其特征在于，包括：/n空气压缩预冷系统，其包括空压机组、空气冷却塔、水冷塔和循环水塔，所述空气冷却塔设置有塔底入口、塔腰入口及塔顶入口，所述空压机组连通至所述塔底入口，所述水冷塔连通至所述塔顶入口，所述循环水塔连通至所述塔腰入口；所述空气冷却塔还设置有塔底出口及塔顶出口，所述塔底出口连通至所述循环水塔；/n预处理系统，其包括进样吸附系统、安全控制与切换系统、再生系统及控制系统，所述进样吸附系统包括可切换或同时使用的第一分子筛吸附器和第二分子筛吸附器，分子筛吸附器的进气口与压缩预冷系统连接，出气口连接至分离系统，所述安全控制与切换系统包括在各分子筛吸附器的进气口管线和出气口管线之间设置的一个或多个控制阀，能够将两吸附器的进气口管线或者出气口管线连通实现备用或者切换；所述再生系统控制再生气进入任意吸附器进行吸附剂的再生后排空，所述控制系统通过控制预处理系统中的控制阀的开闭；以及/n分离系统，其包括预冷系统、液氧蒸发器及分馏塔，所述预冷系统包括增压机、增压换热器及膨胀机，所述液氧蒸发器包括塔顶出口、第一塔底出口、第二塔底出口、塔身入口和回流入口，所述分馏塔包括上塔、下塔及设置于上塔底的主冷器，所述上塔位于所述下塔的顶部，所述上塔塔顶设置有上塔排气口及与所述预冷系统的物料出口相连通的塔中入口，所述下塔设置下塔进气口。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自增压制氧系统，其特征在于，包括：
空气压缩预冷系统，其包括空压机组、空气冷却塔、水冷塔和循环水塔，所述空气冷却塔设置有塔底入口、塔腰入口及塔顶入口，所述空压机组连通至所述塔底入口，所述水冷塔连通至所述塔顶入口，所述循环水塔连通至所述塔腰入口；所述空气冷却塔还设置有塔底出口及塔顶出口，所述塔底出口连通至所述循环水塔；
预处理系统，其包括进样吸附系统、安全控制与切换系统、再生系统及控制系统，所述进样吸附系统包括可切换或同时使用的第一分子筛吸附器和第二分子筛吸附器，分子筛吸附器的进气口与压缩预冷系统连接，出气口连接至分离系统，所述安全控制与切换系统包括在各分子筛吸附器的进气口管线和出气口管线之间设置的一个或多个控制阀，能够将两吸附器的进气口管线或者出气口管线连通实现备用或者切换；所述再生系统控制再生气进入任意吸附器进行吸附剂的再生后排空，所述控制系统通过控制预处理系统中的控制阀的开闭；以及
分离系统，其包括预冷系统、液氧蒸发器及分馏塔，所述预冷系统包括增压机、增压换热器及膨胀机，所述液氧蒸发器包括塔顶出口、第一塔底出口、第二塔底出口、塔身入口和回流入口，所述分馏塔包括上塔、下塔及设置于上塔底的主冷器，所述上塔位于所述下塔的顶部，所述上塔塔顶设置有上塔排气口及与所述预冷系统的物料出口相连通的塔中入口，所述下塔设置下塔进气口。


2.根据权利要求1所述的自增压制氧系统，其特征在于，所述水冷塔包括水冷塔入口和水冷塔出口，所述水冷塔入口设置于所述水冷塔的顶部，所述水冷塔出口设置于所述水冷塔的底部，所述水冷塔出口连通至所述塔顶入口，所述水冷塔入口与所述循环水塔相连通，所述空气压缩预冷系统还包括冷水机组，所述冷水机组位于所述水冷塔出口与所述塔顶入口的管路中，并与所述循环水塔相导通。


3.根据权利要求2所述的自增压制氧系统，其特征在于，所述空气压缩预冷系统还包括吸入过滤器，所述吸入过滤器设置于所述空压机组的前端，所述空压机组还设置有压力调节管路，所述压力调节管路设置有压力调节控制阀及放空消音装置，所述压力调节管路位于所述空压机组的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉磊，顾书锋，于文中，寿华，李建平，
申请(专利权)人：开封赛普空分设备有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41