[發明專利]一種低純度富氧制取裝置和方法

有效

• 申請號: 201810030641.X
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108106327B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 蔡暉;何森林;楊正軍
• 申請（專利權）人: 杭州特盈能源技術發展有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 杭州華知專利事務所(普通合伙) 33235
• 代理人: 趙梅

本發明公開了一種低純度富氧制取裝置，包括過濾器、透平空氣壓縮機、空氣預冷機組、交替使用的分子篩吸附器、電加熱器、主換熱器、透平膨脹機、精餾塔I、精餾塔II、冷凝蒸發器I、冷凝蒸發器II、過冷器、冷箱。本發明低純度富氧制取裝置還可包括液氮泵。本發明以空氣為原料，交替使用的分子篩吸附器純化空氣、采用低壓氮氣返流膨脹、雙塔雙冷凝制取低純度富氧產品、液氮副產品和氮氣副產品，或者以空氣為原料，交替使用的分子篩吸附器純化空氣、采用壓力氮氣返流膨脹、帶液氮泵制取低純度富氧產品、液氮副產品和氮氣副產品。低純度富氧產品純度為40％O2?70％O2，壓力為1.5?3.0BarA，可直接供窯爐使用。

技術領域

本發明涉及空氣分離技術領域，具體涉及一種低純度富氧制取裝置和方法。

背景技術

隨著助燃技術的不斷提高和應用，采用富氧作為氧化劑較傳統的燃燒過程更節能更環保。實踐證明：在富氧環境下，燃料在最短的時間內迅速燃盡，最大可能地、充分地釋放出所有的熱量，提高了燃料的燃盡率，減少燃料的熱損失，節約了燃料，同時，富氧燃燒環境能有效地提高燃料系統的升溫速率而節能，當富氧純度越高時，燃料燃燒的溫度越高，同時氮分子含量降低，從而減少了氮氧化合物的排放。

目前工業富氧制備方法主要是分離空氣，應用最廣泛的是低溫精餾法，其次還有膜分離法。

常規低溫精餾法是利用空分裝置提取的90％左右高純度氧氣，一是產品純度相對較高，成本高，實際應用時需要再增加混配系統才能達到富氧比例，增加投資成本；二是在混配過程中，富氧純度不宜控制，容易發生爐體燒毀等安全事故。而采用膜分離制取富氧能耗指標高、富氧助燃壓力低、長期穩定運行的穩定性不足、膜更換成本高。因此，如何制取能直接供窯爐系統燃燒用的合適純度的富氧成為關鍵。

發明內容

本發明的目的是提供一種低純度富氧制取裝置和方法，以解決現有技術的不足。

本發明采用以下技術方案：

一種低純度富氧制取裝置，包括過濾器、透平空氣壓縮機、空氣預冷機組、交替使用的分子篩吸附器、電加熱器、主換熱器、透平膨脹機、精餾塔I、精餾塔II、冷凝蒸發器I、冷凝蒸發器II、過冷器、冷箱，

過濾器、透平空氣壓縮機、空氣預冷機組、交替使用的分子篩吸附器、電加熱器設置于冷箱外，主換熱器、透平膨脹機、精餾塔I、精餾塔II、冷凝蒸發器I、冷凝蒸發器II、過冷器設置于冷箱內，精餾塔II設于精餾塔I之上，冷凝蒸發器I設于精餾塔I和精餾塔II之間，冷凝蒸發器II設于精餾塔II之上；

過濾器、透平空氣壓縮機、空氣預冷機組、交替使用的分子篩吸附器、主換熱器依次連接，主換熱器再和精餾塔I底部的原料空氣進口連接；

精餾塔I頂部的壓力氮氣出口和冷凝蒸發器I連接，冷凝蒸發器I的液氮出口分別和精餾塔I頂部、過冷器、冷箱外液氮存儲罐連接，過冷器和精餾塔II頂部連接，其中，冷凝蒸發器I的液氮出口和精餾塔I頂部的連接管路上設有角式冷閥，過冷器和精餾塔II頂部的連接管路上設有節流閥；

精餾塔I底部的液空出口和過冷器連接，過冷器再和精餾塔II中部連接，其中，過冷器和精餾塔II中部連接的管路上設節流閥；

精餾塔II底部的富氧液空出口和冷凝蒸發器II連接，其連接管路上設有節流閥，精餾塔II頂部的低壓氮氣出口分別和冷凝蒸發器II、主換熱器連接；

冷凝蒸發器II的低壓液氮出口和精餾塔II頂部連接，冷凝蒸發器II的富氧空氣出口和過冷器連接，過冷器和主換熱器連接，主換熱器連接外部管道以提供低純度富氧產品；