[实用新型]氧气自增压空分装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种空气分离设备，尤其涉及一种氧气自增压空分设备。

背景技术

空气分离设备被广泛的应用于石油、化工、建材、冶金及环保等领域。其中氧气作为助燃剂，更是且有不可替代的作用。

在玻璃生产线上，绝大部分浮法玻璃熔窑采用重油加热后用压缩空气雾化送入窑内燃烧熔化原料，用空分设备制取的氮气作锡槽保护气。

为保证重油燃烧充分需加入大量助燃风，但普通空气中78％为氮气，不能参与燃烧，只能作烟气排放，还带走部分热量，降低了热效率。而空分设备在生产氮气的同时，也获得副产品氧气或富氧。氧气是一种助燃剂，可以利用氧气这一特性，将空分设备制取的副产品送入熔窑内助燃，节能降耗。利用氧气助燃一方面可提高火焰温度、加快燃料燃烧速度，节约燃料；另一方面还可减少烟气排放量，提高燃料热利用率，节约能源，保护环境。

但是以往为浮法线配备的空分设备其氧气或富氧压力只有0.03MPa(表压，下同)，加上管道压力损失，送入熔窑氧气压力只有0.02MPa。喷氧量不好调节，喷氧枪不容易控制，若伸入太深，因窑内温度高，有烧枪的危险；收回多又会损伤池壁。最有效的办法是提高氧气压力，而且氧气压力不需太高，只要使氧气压力维持在0.15MPa左右即可。同时含氧增加可使节能效果更佳，实验证明，95％含氧量的富氧有最大的经济优越性，其原因是氧含量降低将使燃料成本上升，氧含量提高将使氧气提取率下降，制氧成本增加。

发明内容

本实用新型目的是提供一种氧气自增压空分设备，可同时生产供玻璃生产线锡槽作保护气的高纯氮气、供助燃的压力为0.15MPa左右的富氧气的空分设备，氧气压力增加不需采用液氧泵或氧压机，而是利用液氧自身的液柱静压力，使氧气压力升高。其不但满足了用户对产品氮气的需求，而且生产出空分副产品富氧气，其压力、纯度均可满足重油助燃之需，节省了用户的一次性投资，大幅降低了玻璃生产成本，为用户创造了更高收益。

本实用新型的技术方案是：一种氧气自增压空分装置，包括将外部空气进行压缩的空气压缩机、对空气压缩机输出的空气进行净化的分子筛纯化装置、对经过净化的空气进行膨胀制冷的增压透平膨胀装置、将经过增压透平膨胀装置的空气分离成氧和氮的精馏塔以及供空分装置中的气体进行热交换的换热器，所述精馏塔包括上塔和下塔，所述上塔底部设有主冷凝蒸发器，所述空分装置还包括将经过分子筛纯化装置净化的空气以及由精馏塔分离出来的液氧分别冷凝蒸发成液空和氧气的辅助冷凝蒸发器，所述辅助冷凝蒸发器低于主冷凝蒸发器设置，辅助冷凝蒸发器的液空输出端与下塔连通。

本实用新型进一步的技术方案是：一种氧气自增压空分装置，包括将外部空气进行压缩的空气压缩机、对空气压缩机输出的空气进行净化的分子筛纯化装置、对经过净化的空气进行膨胀制冷的增压透平膨胀装置、将经过增压透平膨胀装置的空气分离成氧和氮的精馏塔以及供空分装置中的气体进行热交换的换热器，所述精馏塔包括上塔和下塔，所述上塔底部设有主冷凝蒸发器，所述空分装置还包括将经过分子筛纯化装置净化的空气以及由精馏塔分离出来的液氧分别冷凝蒸发成液空和氧气的辅助冷凝蒸发器，所述辅助冷凝蒸发器低于主冷凝蒸发器设置，辅助冷凝蒸发器的液空输出端与下塔连通。

所述增压透平膨胀装置包括同轴异端设置的增压机和膨胀机，所述增压机输入端与分子筛纯化装置的输出端相连通，所述增压机的输出端经过换热器冷却后与膨胀机的输入端连通，所述膨胀机的输出端与下塔连通。

所述下塔底部设有将液空送入上塔的连通管道，所述连通管道上设有节流阀；所述精馏塔外还设有与主冷凝蒸发器以及下塔顶部的液氮出口连通的液氮输出管、与主冷凝蒸发器以及下塔顶部的气氮出口连通的气氮输出管、与上塔底部连通的液氧输出管以及与上塔顶部连通的污氮输出管；所述液氮输出管与空分装置外部连通；所述气氮输出管经过换热器后与空分装置外部连通；所述污氮输出管经过换热器换热后与分子筛纯化装置连通。

所述辅助冷凝蒸发器设有上下设置并连通的氧气出口和液氧进口、以及上下设置并另外连通的空气进口和液空出口，所述液氧进口与液氧输出管连接，所述分子筛纯化装置的空气输出端经过后换热器与空气进口连通，所述液空出口与下塔连通，所述氧气出口经过换热器后输出空分装置外。

所述空分装置还包括过冷器，所述连通管道、污氮输出管和液氮输出管分别经过过冷器。

所述空分装置还包括设于空气压缩机和分子筛纯化装置之间的预冷装置。

所述分子筛纯化装置包括分子筛吸附器和电加热器。

本实用新型优点是：