[發明專利]一種沖天爐用富氧、氮氣的供給系統

有效

• 申請號: 201410097965.7
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN103868346A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 董家巖;董宜勝;展恩振
• 申請（專利權）人: 濟南市平陰縣瑪鋼廠
• 主分類號: F27B1/10
• 分類號: F27B1/10;F27D7/02;C01B13/02;C01B21/04
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 馬祥明

技術領域

本發明屬于沖天爐煉鐵輔助系統，特別是屬于一種將壓縮空氣直接制成可用于沖天爐用的富氧、氮氣的供給系統。

背景技術

沖天爐的性能對鑄件質量成本的影響至關重要，鑄造行業傳統冶煉設備沖天爐富氧送風技術，是指利用富氧助燃的方法使沖天爐焦炭充分燃燒，提高冶煉強度和爐缸風口帶燃燒溫度，從而提高高爐產量和降低焦比。沖天爐布袋除塵也是鑄造行業比較先進的除塵系統，現有的除塵系統使用空氣作為振動袋子的氣體，空氣中含有的氧氣與粉塵時常會發生燒袋子的現象。目前，富氧制備及供給技術中主要是在高爐鼓風機前設置獨立的PSA（變壓吸附）、VPSA（真空變壓吸附）和膜法分離空氣制氧及供給裝置，無論是PSA還是膜法分離空氣制氧裝置，僅能制備使用其中一種氣體，用氧氣就叫制氧機，用氮氣就叫制氮機，白白地浪費了另外一種氣體，造成了能源和資源的浪費。中國專利文獻CN202849472U公開了一種用于高爐煉鐵的富氧干氣供給裝置，也僅是能提供制取高爐冶煉所需富氧干氣的供給裝置，不能充分利用氮氣不易燃燒的特點將制備富氧過程中廢棄的氮氣作為沖天爐布袋除塵的氣體而實現氮氣的充分利用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種沖天爐用富氧、氮氣的供給系統，不但使其制取的主產品富氧（壓力0.1Mpa）用于沖天爐助燃，而且還能使副產品氮氣（壓力0.5Mpa，可調）用于沖天爐布袋除塵或用作其它空氣動力，使富氧、氮氣都能被充分利用，實現節能減排，綜合利用。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：一種沖天爐用富氧、氮氣的供給系統，包括富氧、氮氣制備裝置和富氧、氮氣供應裝置，所述的富氧、氮氣制備裝置包括氣密封管道依次連接的空壓機、冷干機、活性炭罐、儲壓縮空氣罐和制氧、制氮機組，所述的制氧、制氮機組由成對吸附塔構成，所述吸附塔塔內底部裝有活性氧化鋁，上裝有沸石分子篩，其塔身下部氣密封連接著安裝著電磁閥控制的空氣管道，其塔身上部氣密封連接著安裝著電磁閥控制的氧氣輸出管道，所述氧氣輸出管道的另一端氣密封連接著氧氣罐，其特征是：所述吸附塔塔頂氣密封連接著一端伸入吸附塔塔身內部，另一端氣密封連接著氮氣罐的氮氣輸出管道，所述氮氣輸出管道靠近所述吸附塔塔頂的位置安裝著電磁閥，所述的氮氣供應裝置由一端與氮氣罐氣密封連接，另一端與沖天爐除塵裝置氣密封連接的氮氣供給管道及靠近沖天爐除塵裝置的氮氣供給管道上依次安裝的電磁閥和氮氣儲氣包構成。

所述成對吸附塔的數量為1-2對。

所述的氮氣輸出管道伸入吸附塔塔身內部的一端的端口為喇叭口狀。

所述的富氧供應裝置采用由大爐鼓風機等部件構成的現有技術本即可。

制備沖天爐用富氧、氮氣的工作過程：加壓吸附階段：即經過純化干燥的壓縮空氣在鼓風機的輸送下從吸附塔下部進入，經活性氧化鋁層去除壓縮空氣中的水分子和二氧化碳分子后，流經填滿的沸石分子篩固定床，壓縮空氣中的氮氣分子在壓力范圍為0.5-0.55Mpa的壓力和沸石分子篩吸附作用力作用下擴散到分子篩固體中去，氧氣分子和氬氣原子則通過床層經氧氣輸送管道輸送到儲氧氣罐中，氮氣分子經沸石分子篩一段時間的吸附，沸石分子篩顆粒中充滿氮氣分子，達到吸附飽和階段；減壓脫附階段：即關閉壓縮空氣進口電磁閥對吸附塔內分子篩進行減壓脫附，減壓脫附的壓力范圍為0.25-0.45Mpa，利用另一塔內的富氧氣對吸附飽和的沸石分子篩沖洗，沸石分子篩脫附所吸附的氮氣等雜質，實現再生，脫附的氮氣沿氮氣輸送管道進入儲氮氣罐。減壓脫附完成后，打開壓縮空氣進口電磁閥對吸附塔進行充入經過純化干燥的壓縮空氣，進入下一次加壓吸附、減壓脫附循環過程。

系統中設置為成對吸附塔，一塔吸附產氧，另一塔脫附再生并產生氮氣，由PLC程序控制器控制電磁閥的啟閉，使兩塔交替循環，以實現連續富氧、氮氣生產供給。

沖天爐用氮氣的工作過程：上述氮氣制備裝置制備的氮氣由儲氮氣罐經氮氣供給管道輸送到靠近沖天爐除塵裝置的氮氣儲氣包，氮氣儲氣包壓力達到0.45-0.5Mpa時，安裝在氮氣儲氣包與沖天爐除塵裝置連接管道上的電磁閥打開，氮氣進入沖天爐除塵裝置進行布袋除塵。