【技术实现步骤摘要】
本技术涉及高炉富氧空气的供应设备领域，具体涉及一种高炉富氧空气的供应装置。
技术介绍
1、燃料燃烧是燃料与助燃剂在一定条件下发生放热和发光的剧烈氧化反应。通常的燃料燃烧都以空气作为助燃剂，而空气中参与燃烧反应的氧气含量仅为21%，不参与燃烧反应的氮气含量却高达79%，这些氮气吸收了大量的燃烧反应热，最终随烟气排入大气中，造成了很大的能源浪费。富氧燃烧就是助燃剂中的氧含量大于21%的燃料的燃烧。这种燃烧方式提高了助燃剂中的有用氧含量，降低了助燃剂中的无用成分氮气含量，对于稳定燃烧过程，提高燃烧效率，改善炉内传热具有积极意义。
2、根据燃料燃烧的基本理论知识，阐述了采用高炉煤气作为燃料，增加助燃空气中含氧量时，燃烧反应速度、空气消耗系数、燃耗产物生成量和理论燃烧温度等，一些燃烧的基本特性；现有工艺是这样实现的，即利用高浓度的氧气和空气进行混合后形成富氧空气再输送至高炉中助燃。根据高炉的运行状况，高炉加热是间歇式的，针对于间隙式供应高浓度氧气的方式有两种，第一来自于变压吸附所产出的氧气；第二来自于大型精馏空分系统所产出的氧气；第一来自于变压吸附所产出的氧气依赖于相应的吸附填料，而相应的吸附填料的吸附能力随着吸附和脱附的次数而逐渐降低，当相应的吸附填料的吸附能力下降至预设值后就要进行更换，虽然变压吸附可以实现随着高炉工艺运行而进行间歇式供给，但是实质上来说，变压吸附相对于大型精馏空分系统其单位体积高浓度氧气的生产成本更高，对于大型企业并不适用；但是对于小型企业来说，由于变压吸附生产高浓度氧气工艺更为简单，维护方便相对更为适用
3、自于大型精馏空分系统所产出的氧气，虽然单位体积的氧气生产成本相对于变压吸附更低，但是由于大型精馏空分系统的工艺所限，其工艺是连续的；而高炉生产的工艺是间歇式的，无论高炉是否工作都持续进行供氧，无疑也是一种浪费，并且根据富氧燃烧理论，其要求的作为助燃气的富氧空气氧含量仅是要求大于21%；而大型精馏空分系统所产出的氧气则是符合gb/t3863-2008《工业氧》的要求的，而精馏产出氧气的原料则是经冷却和纯化后的压缩空气，正常的空分工艺尤其是作为高压环境的下塔形成两种供应给上塔的原料一是富氧液空，二是通过下塔向主冷凝换热器热源通道供应给上塔的液氮，形成富氧液空的压力较高，因此造成压缩空气供应压力更应当不小于下塔的压力，造成压缩空气压力较高，从而导致整个大型精馏空分系统能耗较高。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本技术提供一种能够降低大型空分系统生产氧气所需要的能耗并且能够满足高炉工艺需求进行间歇式供应的高炉富氧空气的供应装置，用于克服现有技术中缺陷。
2、本技术采用的技术方案为：一种高炉富氧空气的供应装置，包括第一空气输送主管以及主精馏塔，所述的主精馏塔从上至下依次包括主精馏上塔、主冷凝蒸发器以及主精馏下塔，所述的主精馏塔的一侧设置有副塔，所述的副塔从上至下依次包括副精馏塔以及与副精馏塔底部相连通的换热器的冷源通道，换热器的热源通道和第一空气输送主管通过第一空气输送支管相连通，换热器的热源通道和主精馏下塔通过液化空气管相连通，主精馏下塔和副精馏塔通过第一液氮输送管相连通，第一液氮输送管下方的副精馏塔和主冷凝蒸发器通过第一液氧输送管相连通，副精馏塔上设置有第一富氧气输送管，第一富氧气输送管上设置有第一在线色谱仪，换热器冷源通道上设置有第二液氧输送管。
3、优选的，所述的主精馏上塔的底部和主精馏下塔之间通过富氧液空输送管相连通，富氧液空输送管上设置有第二调节阀，主冷凝蒸发器的热源通道和主精馏上塔之间通过第二液氮输送管相连通，第二液氮输送管上设置有第三调节阀，第三调节阀和主冷凝蒸发器之间的第二液氮输送管和主精馏下塔通过第四液氮输送管相连通，第四液氮输送管上设置有第四调节阀。
4、优选的，还包括气体混合器，所述的气体混合器包括罐体以及罐体沿着罐体进气端至罐体出气端上依次设置的第二富氧气输送管、导气锥以及混合叶片，所述的混合叶片的数量采用若干个，罐体进气端上连通有第二空气输送主管，第一富氧气输送管和第二富氧气输送管相连通，第一富氧气输送管上设置有第五调节阀，罐体出气端上设置有第三空气输送主管。
5、优选的，所述的第一液氮输送管以及第一液氮输送管沿着靠近副精馏塔至远离副精馏塔的方向均分别依次设置有第六调节阀和液体流量传感器。
6、优选的，所述的第一空气输送主管和主精馏上塔之间通过第二空气输送支管相连通，第一空气输送主管和主精馏下塔之间通过第三空气输送支管相连通，第二空气输送支管和第三空气输送支管上均分别设置有第七调节阀，第二空气输送支管上安装的第七调节阀与主精馏上塔之间的第二空气输送支管上设置有透平膨胀机。
7、优选的，所述的主精馏上塔上设置有第一污氮输送管，第一污氮输送管、富氧液空输送管和第二液氮输送管上设置有过冷器，过冷器与主精馏上塔之间第一污氮输送管和副精馏塔通过第二污氮输送管相连通。
8、优选的，所述的第二空气输送主管上沿着远离罐体至靠近罐体的方向依次设置有空气过滤器和第九调节阀，第三空气输送主管上设置有气体流量传感器、风机和第二在线色谱仪。
9、本技术有益效果是：首先，本技术通过本产品实现了作为精馏原料的压缩空气压力的降低进而实现了获取适宜压力范围内的压缩空气能量的降低实现了节能；并且本产品克服了现有工艺中大型精馏设备制取氧气一般是连续供应的弊端，可根据高炉所需供气的需求实现间歇式供给氧气；当高炉不需要供气时，则通过第二液氧输送管向外供给液态氧气作为氧组分产品，并不影响正常的精馏空分工艺。
10、其次，本技术所述的第二空气输送主管上沿着远离罐体至靠近罐体的方向依次设置有空气过滤器和第九调节阀，安装空气过滤器便于过滤进入第二空气输送主管空气所携带的颗粒物。
11、最后，本技术所述的换热器冷源通道上以及主精馏下塔的底部均分别设置有液位传感器；安装液位传感器便于反馈液位高度。
12、本技术具有结构简单，操作方便，设计巧妙，大大提高了工作效率，具有很好的社会和经济效益，是易于推广使用的产品。
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1.一种高炉富氧空气的供应装置，包括第一空气输送主管（1）以及主精馏塔，所述的主精馏塔从上至下依次包括主精馏上塔（3）、主冷凝蒸发器（4）以及主精馏下塔（5），其特征在于：所述的主精馏塔的一侧设置有副塔，所述的副塔从上至下依次包括副精馏塔（6）以及与副精馏塔（6）底部相连通的换热器（7）的冷源通道，换热器（7）的热源通道和第一空气输送主管（1）通过第一空气输送支管（8）相连通，换热器（7）的热源通道和主精馏下塔（5）通过液化空气管（9）相连通，主精馏下塔（5）和副精馏塔（6）通过第一液氮输送管（10）相连通，第一液氮输送管（10）下方的副精馏塔（6）和主冷凝蒸发器（4）通过第一液氧输送管（11）相连通。
2.根据权利要求1所述的高炉富氧空气的供应装置，其特征在于：所述的主精馏上塔（3）的底部和主精馏下塔（5）之间通过富氧液空输送管（16）相连通，富氧液空输送管（16）上设置有第二调节阀（17），主冷凝蒸发器（4）的热源通道和主精馏上塔（3）之间通过第二液氮输送管（18）相连通，第二液氮输送管（18）上设置有第三调节阀（19），第三调节阀（19）和主冷凝蒸发器（4）之间
3.根据权利要求1所述的高炉富氧空气的供应装置，其特征在于：还包括气体混合器，所述的气体混合器包括罐体（22）以及罐体（22）沿着罐体（22）进气端至罐体（22）出气端上依次设置的第二富氧气输送管（23）、导气锥（24）以及混合叶片（25），所述的混合叶片（25）的数量采用若干个，罐体（22）进气端上连通有第二空气输送主管（26），第一富氧气输送管（12）和第二富氧气输送管（23）相连通，第一富氧气输送管（12）上设置有第五调节阀（27），罐体（22）出气端上设置有第三空气输送主管（28）。
4.根据权利要求1所述的高炉富氧空气的供应装置，其特征在于：所述的第一液氮输送管（10）以及第一液氮输送管（10）沿着靠近副精馏塔（6）至远离副精馏塔（6）的方向均分别依次设置有第六调节阀（30）和液体流量传感器（31）。
5.根据权利要求1所述的高炉富氧空气的供应装置，其特征在于：所述的第一空气输送主管（1）和主精馏上塔（3）之间通过第二空气输送支管（32）相连通，第一空气输送主管（1）和主精馏下塔（5）之间通过第三空气输送支管（33）相连通，第二空气输送支管（32）和第三空气输送支管（33）上均分别设置有第七调节阀（34），第二空气输送支管（32）上安装的第七调节阀（34）与主精馏上塔（3）之间的第二空气输送支管（32）上设置有透平膨胀机（35）。
6.根据权利要求2所述的高炉富氧空气的供应装置，其特征在于：所述的主精馏上塔（3）上设置有第一污氮输送管（38），第一污氮输送管（38）、富氧液空输送管（16）和第二液氮输送管（18）上设置有过冷器（39），过冷器（39）与主精馏上塔（3）之间第一污氮输送管（38）和副精馏塔（6）通过第二污氮输送管（40）相连通。
7.根据权利要求3所述的高炉富氧空气的供应装置，其特征在于：所述的第二空气输送主管（26）上沿着远离罐体（22）至靠近罐体（22）的方向依次设置有空气过滤器（41）和第九调节阀（42），第三空气输送主管（28）上设置有气体流量传感器（46）、风机（43）和第二在线色谱仪（44）。
...【技术特征摘要】
1.一种高炉富氧空气的供应装置，包括第一空气输送主管（1）以及主精馏塔，所述的主精馏塔从上至下依次包括主精馏上塔（3）、主冷凝蒸发器（4）以及主精馏下塔（5），其特征在于：所述的主精馏塔的一侧设置有副塔，所述的副塔从上至下依次包括副精馏塔（6）以及与副精馏塔（6）底部相连通的换热器（7）的冷源通道，换热器（7）的热源通道和第一空气输送主管（1）通过第一空气输送支管（8）相连通，换热器（7）的热源通道和主精馏下塔（5）通过液化空气管（9）相连通，主精馏下塔（5）和副精馏塔（6）通过第一液氮输送管（10）相连通，第一液氮输送管（10）下方的副精馏塔（6）和主冷凝蒸发器（4）通过第一液氧输送管（11）相连通。
2.根据权利要求1所述的高炉富氧空气的供应装置，其特征在于：所述的主精馏上塔（3）的底部和主精馏下塔（5）之间通过富氧液空输送管（16）相连通，富氧液空输送管（16）上设置有第二调节阀（17），主冷凝蒸发器（4）的热源通道和主精馏上塔（3）之间通过第二液氮输送管（18）相连通，第二液氮输送管（18）上设置有第三调节阀（19），第三调节阀（19）和主冷凝蒸发器（4）之间的第二液氮输送管（18）和主精馏下塔（5）通过第四液氮输送管（20）相连通，第四液氮输送管（20）上设置有第四调节阀（21）。
3.根据权利要求1所述的高炉富氧空气的供应装置，其特征在于：还包括气体混合器，所述的气体混合器包括罐体（22）以及罐体（22）沿着罐体（22）进气端至罐体（22）出气端上依次设置的第二富氧气输送管（23）、导气锥（24）以及混合叶片（25），所述的混合叶片（25）的数量采用若干个，罐体（22）进气端上连通有第二空气输送主管（26），第...
【专利技术属性】
技术研发人员：燕春福，游超拢，司有，吴云胜，
申请(专利权)人：开封市鑫联空分设备有限公司，
类型：新型
国别省市：
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