[发明专利]一体化制备浮法玻璃窑炉氮气保护和全氧燃烧用氮气和氧气的装置和方法

权利要求书

1.一种一体化制备浮法玻璃窑炉氮气保护和全氧燃烧用氮气和氧气的装置，其特征在于，包括：过滤器、透平空气压缩机、冷冻机、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、主换热器、氮塔、主冷凝蒸发器、氧塔、冷凝器、过冷器、膨胀机、冷箱；其中，过滤器、透平空气压缩机、冷冻机、交替使用的分子筛吸附器、电加热器设置于冷箱外，主换热器、氮塔、主冷凝蒸发器、氧塔、冷凝器、过冷器、膨胀机设置于冷箱内，主冷凝蒸发器设置于氮塔上方，冷凝器设置于氧塔下方；

过滤器、透平空气压缩机、冷冻机、交替使用的分子筛吸附器、主换热器依次连接，主换热器再和氮塔底部的原料空气进口连接；

氮塔顶部的带压氮气出口分别和主换热器、主冷凝蒸发器、冷凝器连接，氮塔底部的富氧液化空气出口和过冷器连接，过冷器再和主冷凝蒸发器连接；主冷凝蒸发器的带压液氮出口和氮塔顶部连接，主冷凝蒸发器的富氧空气出口和主换热器连接，主换热器、膨胀机、过冷器、主换热器、电加热器、交替使用的分子筛吸附器再依次连接；

主冷凝蒸发器的富氧液化空气出口和氧塔连接，氧塔下部的氧气出口和过冷器连接，过冷器和主换热器连接；氧塔的污氮气出口和过冷器连接，过冷器、主换热器、电加热器、交替使用的分子筛吸附器再依次连接。

2.一种一体化制备浮法玻璃窑炉氮气保护和全氧燃烧用氮气和氧气的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将原料空气经过滤器过滤掉灰尘和机械杂质后，进入透平空气压缩机将空气压缩到设定压力；之后经冷冻机预冷后进入交替使用的分子筛吸附器中纯化；

步骤二、将纯化后的原料空气部分用于仪表空气，其余部分进入主换热器中冷却至饱和并带有一定含湿后进入氮塔低温精馏而分离为带压氮气和富氧液化空气；

步骤三、精馏得到的带压氮气部分引出经主换热器复热后出冷箱作为带压氮气产品，部分引出进入主冷凝蒸发器，其余部分引出进入冷凝器；精馏得到的富氧液化空气经过过冷器过冷后节流进入主冷凝蒸发器，部分富氧液化空气和引入的带压氮气间接换热，使带压氮气冷却液化为带压液氮，带压液氮部分出冷箱作为带压液氮产品，其余部分引入氮塔作为回流液，富氧液化空气气化为富氧空气即污氮气，富氧空气经过主换热器复热后进入膨胀机膨胀为装置提供必需冷量，再经过冷器、主换热器复热后出冷箱作再生气用；抽取部分富氧液化空气进入氧塔；

步骤四、进入氧塔的富氧液化空气精馏而分离为液氧和污氮气，液氧和引入的带压氮气间接换热，液氧气化为氧气，部分氧气经过冷器、主换热器复热后出冷箱作为氧气产品，带压氮气冷却液化为带压液氮引入氮塔作回流液；污氮气经过冷器、主换热器复热后出冷箱作再生气用。

3.根据权利要求2所述的一体化制备浮法玻璃窑炉氮气保护和全氧燃烧用氮气和氧气的方法，其特征在于，步骤三中精馏得到的带压氮气部分引出经主换热器复热后出冷箱作为产品，产品带压氮气压力为5～9barA，纯度为3～10ppmO₂。

4.根据权利要求2所述的一体化制备浮法玻璃窑炉氮气保护和全氧燃烧用氮气和氧气的方法，其特征在于，步骤四中液氧气化为氧气经过冷器、主换热器复热后出冷箱作为产品，产品氧气压力为1～3barA，纯度为90～95％。