节能型再生气加热器及分子筛活化再生加热系统技术方案

本实用新型专利技术属于间壁式换热器技术领域，特别是涉及一种节能型再生气加热器及分子筛活化再生加热系统，由预热器和电加热器组成，所述预热器为板翅式换热器，且至少由一个再生气通道和一个产品气通道组成，再生气通道由再生气进口接管、再生气封头、再生气导流翅片、再生气换热翅片及再生气出口接管组成，产品气通道由产品气进口接管、产品气导流翅片、产品气换热翅片及产品气出口接管组成，所述电加热器包括固定在管板上且置于一筒体内的电加热管，在电加热管上交错布置有半圆形折流板，筒体上设置有再生气出口接管，筒体与管板通过法兰连接，在管板上方设置有电加热管的接线箱。本实用新型专利技术结构紧凑，占地面积小，具有压降小，对空分塔的精馏无影响，并且节约运行能耗，因此，非常适于推广实施。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于间壁式换热器
，特别是涉及一种节能型再生气加热器及分子筛活化再生加热系统。
技术介绍
第六代空分设备用分子筛吸附空气中的水份和二氧化碳。因为H2O与CO2的固化温度均高于设备的操作温度，这样，它们的沉积和浓缩，便会对冷箱内设备构成堵塞。吸附器必须在吸附质的前锋抵达吸附出口之前（即在穿透之前），利用污氮气对分子筛进行加热再生，加热器一般选用电加热器或蒸汽加热器。采用再生气预热的工艺在空分设备中的应用始于上世纪80年代，由于能源的紧张，以节约运行能耗为目的，不惜增加一次性投入。进口日本的空分设备中曾采用预换热器，国内在鄂钢和长治两套6000空分上也作过成功的尝试。这些预换热器采用出空压机饱和含湿空气与纯化系统的再生污氮气进行换热，利用空压机排气温度高的特点，预先对再生气进行加热，从而降低再生电加热器的能耗, 达到节能的目的。但其具体效果相对初始投入而言并不显著，由于对精馏方面的影响更是见仁见智，这也正是预换热器没有被广泛应用的原因。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种结构紧凑，占地面积小，具有压降小，对空分塔的精馏无影响，并且节约运行能耗的节能型再生气加热器及分子筛活化再生加热系统。为解决上述技术问题，本技术的技术方案为：一种节能型再生气加热器，由预热器和电加热器组成，所述预热器为板翅式换热器，且至少由一个再生气通道和一个产品气通道组成，再生气通道由再生气进口接管、再生气封头、再生气导流翅片、再生气换热翅片及再生气出口接管组成，产品气通道由产品气进口接管、产品气导流翅片、产品气换热翅片及产品气出口接管组成，所述电加热器包括固定在管板上且置于一筒体内的电加热管，在电加热管上交错布置有半圆形折流板，筒体上设置有再生气出口接管，筒体与管板通过法兰连接，在管板上方设置有电加热管的接线箱。所述节能型再生气加热器为立式，电加热器位于预热器上方，电加热器与预热器上部的接管采用法兰及紧固件直连固定安装。所述节能型再生气加热器为卧式，电加热器一侧设有再生气进口管，与预热器一侧的再生气出口管通过法兰及紧固件直连固定，或者通过连接管、法兰及紧固件固定连接。所述产品气通道为压缩氮气通道、压缩污氮气通道、压缩氧气通道中的任选一种。所述电加热器为立式或卧式。所述电加热管为直管或U型管。一种分子筛活化再生加热系统，至少包含一台产品气压缩机、节能型再生气加热器和产品气冷却器，产品气压缩机出口处安装有产品气管道，产品气管道相继穿过节能型再生气加热器和产品气冷却器，产品气管道的末端与用户管网连通，产品气压缩机入口处设有产品气管道与空分设备连通，所述节能型再生气加热器的再生气进口接管和再生气出口接管上分别安装有再生气管道，所述再生气进口接管处安装的再生气管道与空分设备连通，再生气出口接管处安装的再生气管道与分子筛吸附器连通。所述节能型再生气加热器由预热器和电加热器组成，所述预热器为板翅式换热器，且至少由一个再生气通道和一个产品气通道组成，再生气通道由再生气进口接管、再生气封头、再生气导流翅片、再生气换热翅片及再生气出口接管组成，产品气通道由产品气进口接管、产品气导流翅片、产品气换热翅片及产品气出口接管组成，所述电加热器包括固定在管板上且置于一筒体内的电加热管，在电加热管上交错布置有半圆形折流板，筒体上设置有再生气出口接管，筒体与管板通过法兰连接，在管板上方设置有电加热管的接线箱。所述产品气压缩机为氮气压缩机、污氮气压缩机和氧气压缩机中的任选一种。所述节能型再生气加热器为立式，电加热器位于预热器上方，电加热器与预热器上部的接管采用法兰及紧固件直连固定安装；或者所述节能型再生气加热器为卧式，电加热器一侧设有再生气进口管，与预热器一侧的再生气出口管通过法兰及紧固件直连固定，或者通过连接管、法兰及紧固件固定连接。所述产品气通道与产品气压缩机相匹配，为压缩氮气通道、压缩污氮气通道、压缩氧气通道中的相应的一种；所述电加热器为立式或卧式；所述电加热管为直管或U型管。本技术的工作原理是：本技术采取产品压缩机的末级排气对再生污氮气进行预热，达到节能降耗的目的。所述的分子筛再生加热技术是指利用压力和温度两方面的因素，将吸附器里的吸附质排出去。首先，将吸附器降压至较低的压力（大气压力），再用加热的干燥污氮气解吸并带走所吸附的吸附质，以备下一周期继续使用。所述的节能型加热器是一种带预热的电加热器，由预热器和电加热器组成。所述的预热器利用产品压缩机的末级排气预热来自空分冷箱的常温常压干燥污氮气。所述的板翅式换热器是一种间壁式换热器，由热流体产品气通道和冷流体再生污氮气通道组成，各通道由接管、封头、导流翅片及换热翅片组成。所述的电加热器是利用电加热管将来自预热器的干燥污氮气进一步加热到再生所需温度。所述的电加热管是将电能转化为热能的电热元件。所述的产品压缩机是指出空分装置的低压氧、氮气为满足用户管网对压力（一般2.5MPa~3.0MPa）的要求而设置的压缩机。根据产品种类可以使氧气压缩机或氮气压缩机。本技术技术方案的有益效果是：1、在结构上，本技术节能型再生气加热器由预热器和电加热器组成，与传统的预换热器相比较，预热器利用产品压缩机的末级排气预热来自空分冷箱的常温常压干燥污氮气，在工作原理上首先采用产品气对再生气进行预热，避免了传统预换热器采用空气带来的压降损失，对空分塔的精馏无影响，其次压缩后的产品氮气一般在2.5MPa、160℃，高于空压机排气温度0.5MPa、100℃，预热效果好，节能，而且预热器为板翅式换热器，板翅式换热器是一种间壁式换热器，根据压降和流量优选用板翅式换热器，结构紧凑，具有压降小，占地面积小等优点。2、在结构上，本技术节能型再生气加热器根据设备布置可选用立式或卧式，由于立式结构通过法兰及紧固件直连结构紧凑，占地面积小；电加热器的结构形式可为立式或卧式，其中采用立式电加热器更能节省空间；电加热管的型式可分为直管或U型管，其中采用直管便于维修更换；产品压缩机根据产品种类可以使用氧气压缩机或氮气压缩机，其中采用氧气压缩机更安全。3、在结构上，相对无预换热器的空分装置而言，采用本节能型再生气加热器的加热系统，以制氧量10000m3/h空分设备为例，电加热器的功率可减少518KW,以每240分加热85分计，平均每小时节约183度电，按一年8000小时运行时间，电价0.6元每度，一年可节约运行费用大约88万元，经济效益显著。4、综上，本技术节能型再生气加热器及分子筛活化再生加热系统， 结构紧凑，占地面积小，具有压降小，对空分塔的精馏无影响，并且节约运行能耗，因此，非常适于推广实施。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：图1为本技术节能型再生气加热器的结构示意图之一；图2为本技术节能型再生气加热器的结构示意图之二；图3为本技术分子筛活化再生加热系统的结构示意图之一；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能型再生气加热器，由预热器和电加热器组成，其特征是：所述预热器为板翅式换热器，且至少由一个再生气通道和一个产品气通道组成，再生气通道由再生气进口接管、再生气封头、再生气导流翅片、再生气换热翅片及再生气出口接管组成，产品气通道由产品气进口接管、产品气导流翅片、产品气换热翅片及产品气出口接管组成，所述电加热器包括固定在管板上且置于一筒体内的电加热管，在电加热管上交错布置有半圆形折流板，筒体上设置有再生气出口接管，筒体与管板通过法兰连接，在管板上方设置有电加热管的接线箱。

【技术特征摘要】
1.一种节能型再生气加热器，由预热器和电加热器组成，其特征是：所述预热器为板翅式换热器，且至少由一个再生气通道和一个产品气通道组成，再生气通道由再生气进口接管、再生气封头、再生气导流翅片、再生气换热翅片及再生气出口接管组成，产品气通道由产品气进口接管、产品气导流翅片、产品气换热翅片及产品气出口接管组成，所述电加热器包括固定在管板上且置于一筒体内的电加热管，在电加热管上交错布置有半圆形折流板，筒体上设置有再生气出口接管，筒体与管板通过法兰连接，在管板上方设置有电加热管的接线箱。
2.根据权利要求1所述的节能型再生气加热器，其特征是：所述节能型再生气加热器为立式，电加热器位于预热器上方，电加热器与预热器上部的接管采用法兰及紧固件直连固定安装。
3.根据权利要求1所述的节能型再生气加热器，其特征是：所述节能型再生气加热器为卧式，电加热器一侧设有再生气进口管，与预热器一侧的再生气出口管通过法兰及紧固件直连固定，或者通过连接管、法兰及紧固件固定连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的节能型再生气加热器，其特征是：所述产品气通道为压缩氮气通道、压缩污氮气通道、压缩氧气通道中的任选一种。
5.根据权利要求1或2或3所述的节能型再生气加热器，其特征是：所述电加热器为立式或卧式。
6.根据权利要求1或2或3所述的节能型再生气加热器，其特征是：所述电加热管为直管或U型...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘代勇，
申请(专利权)人：河南开元空分集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：