[实用新型]一种空分系统放空尾气发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电装置，特别是利用空分装置放空尾气进行发电、具有节能减排效果的风力发电装置。

背景技术

目前空分系统通过如下工艺流程分离空气：1、空气经透平空气压缩机加压至0.52MPa，经空冷塔冷却后，经切换使用的分子筛吸附过滤除去CO₂、水份、乙炔等杂质后，经主换热器冷却至接近液化温度入下塔，由下塔和上塔分段精馏后在上塔得到三种气体，高纯的氧气和氮气，以及含氧0.3％的污氮气。氧气和一部分氮气作为产品气引到氧、氮压机。而污氮气和剩余氮气一部分作为再生气源，对分子筛再生返吹后经消音器放空。一部分作为水冷塔干燥气源与水传热传质后自由放空。另外，空分系统由于后工序不正常时和用量不均时，都存在一定的高压氧、氮的放散率，也通过与再生气同一消音器放空。现有空分行业对此三种类型的放空废气是完全排放到大气中(流速为10米/秒左右)，没有经过任何形式的能量回收，而它们占整个加工空气量的大部分，并且都具备相当的气体流动能(氮气出塔压力17.5KPa，污氮出塔压力18.5KPa，高压氧、氮气放空压力更高达2.3MPa)。由于空分系统的运行必须保持连续性，所以一年除短时间的故障处理，运行时间至少在360天以上。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种空分系统放空尾气发电装置，旨在将空分装置放空尾气的动能转换为电能，以达到节能减排的要求。

本新型的目的是这样实现的：一种空分系统放空尾气发电装置，包括，再生气排放管经消音坑与放空管连通、水冷塔，水冷塔顶部气体出口经管道与放空管连通；风力发电装置的风叶设置在放空管出口位置。

上述风力发电装置的结构为：风叶安装在竖轴中部，竖轴上、下两端各连接有一发电机。

上述再生气排放管上连接有高压氮气放空管以及高压氧气放空管，且高压氧气放空管上还连接有一放空支管，放空支管上依次安装有电磁阀和独立消音器。

与现有技术相比，本新型的有益效果是：

1、充分利用已有空分装置放空尾气(驰放气)的能量，通过本装置转换为电能，达到节能减排效果。

2、构思新颖，结合空分装置现状，考虑放空尾气中温度和富氧情况，加以适当改进，即将水冷塔出口气与放空再生气混合后放空，为风力发电机提供一个更好的工作环境。

3、本装置可以360天长时间运转，具有投资少、长时间稳定发电的优点。而现有风力发电机受气候影响，正常运转发电时间较少，具有投资大、生产周期短的缺陷。

4、本新型变废为宝，对社会有节能减排作用，对企业起到了增收节支效果。

本新型的有益效果将结合具体实施方式进一步阐述。

附图说明

图1是本新型的结构示意图。

具体实施方式

附图中：1、再生气排放管；2、高压氮气放空管；3、高压氧气放空管；4、独立消音器；5、消音坑；6、(风力发电机)支架；7、发电机；8、风叶；9、干燥气源；10、冷却水；11、水冷塔放空废气；12、放空管；13、水冷塔；14、电磁阀。

图1中，本新型包括再生气排放管1经消音坑5与放空管12连通，水冷塔13，水冷塔13顶部气体出口经管道与放空管12连通；风力发电装置的风叶设置在放空管12出口位置。冷却水10与干燥气源9分别从水冷塔13上部和下部进入水冷塔进出传热传质过程。风力发电装置的结构为：风叶8安装在竖轴中部，竖轴上、下两端各连接有一发电机7。再生气排放管1上连接有高压氮气放空管2以及高压氧气放空管3，且高压氧气放空管3上还连接有一放空支管，放空支管上依次安装有电磁阀14和独立消音器4。两个发电机7安装在支架6上。

本新型利用小型风力发电机直接安装于放空管道出口，回收空分系统放空废气的流动能，配以大容量的蓄电池以及逆变器。为压缩机房和分馏塔的照明用电提供部分电源。在白天照明用电很少时，所发电量充满蓄电池后，多余电量并入电网，夜晚照明用电大时，由蓄电池供电，不足部分由电网自动投入供电。

为实现上述过程，必须解决好以下两个问题。

1、因为分子筛活化再生的特性，再生污氮气须加热至180℃左右，至分子筛再生气出口处温度达到135℃左右。所以风电机须经常处于高温环境下工作(每4小时切换再生一次，处于50℃～135℃以上高温区时间为1小时20分)。

2、由于高压氧气的不定时放空(因后序工况正常与否而定)有可能使风电机处于一定的富氧环境下工作，这就为风电机的安全运行带来一定的隐患。