一种提高分子筛纯化器再生性能的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于低温空气分离法制氧领域，涉及大型空分设备对空气进行净化的分子筛纯化系统。
【背景技术】
[0002]现代低温空气分离制氧技术，几乎全部采用分子筛纯化器来净化空气，目的是为了去除空气中所含的水蒸气、二氧化碳、乙炔及其它碳氢化合物，加工空气通过分子筛一次性的吸附与净化，就能达到空气分离的工艺要求。
[0003]分子筛纯化器的工作原理是:为了不间断地对加工空气进行净化，分子筛纯化系统设置有两只分子筛纯化器，一只进行吸附，另一只进行再生。再生过程分四步进行，包括降压、加热、冷吹和升压。再生过程是为了清除吸附过程中吸附在分子筛表面达到饱和的水蒸气、二氧化碳、乙炔等杂质，使分子筛重新获得吸附能力。分子筛加热后期，随脱附热的减少，床层温度上升，冷吹时，床层自上而下，温度依次升高，冷吹过程结束重新投入使用时，床层下部较高的温度随气流带到分子筛出口，分子筛吸附水分和二氧化碳的同时，放出大量吸附热，二者叠加，造成分子筛出口温度大幅升高，导致空分装置冷损加大。此外，由于乙炔及其它碳氢化合物在空分装置中积聚会引起爆炸，所以分子筛吸附性能的好坏直接影响到空分装置的安全。因此，尽可能地优化再生过程各环节，不仅可以延长分子筛吸附器的寿命，更重要的是可以提高分子筛的吸附能力，将加工空气中有害杂质的含量控制在工艺要求范围内，确保空分装置安全运行。目前，对分子筛进行加热和冷吹的再生气都是选用干净且干燥的污氮气，因其用于分子筛的再生，因此在此工艺过程中也称之为“再生气”。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的问题是提供一种提高分子筛纯化器再生性能的装置，通过在原有分子筛再生气管路上添加一路产品液氮旁路，使雾化的产品液氮与再生污氮气混合，降低了现有工艺“再生气”的温度，形成温度较低的冷吹气体，从而减少了分子筛床层冷吹后残存的热量，降低了分子筛重新投入使用时的出口空气温度，达到减少冷损，同时提高分子筛纯化器吸附能力的目的。
[0005]本实用新型所述的一种提高分子筛纯化器再生性能的装置，包括现有技术分子筛再生气管路，所述管路上依次连接有再生污氮气入口、分子筛再生气进口阀、再生气流量计、再生气分子筛入口温度计、再生气分子筛出口温度计、分子筛纯化器、再生气排放出口 ；还包括产品液氮旁路，所述旁路上依次连接有产品液氮管道入口、液氮管路流量控制阀，所述产品液氮旁路的管道出口端与分子筛再生气管路连接，接头位于再生气流量计与再生气分子筛入口温度计之间。由于液氮温度在-196° C以下，所以新增的产品液氮旁路全部采用不锈钢管道。
[0006]出于安全考虑，本实用新型还包括在所述再生气流量计与再生气分子筛入口温度计之间增设一段不锈钢管道，与所述产品液氮旁路的管道出口端相连接，以避免原有再生气管路与液氮旁路的管道出口接头处温度过低导致管道破裂。
[0007]同时为了使液氮快速气化与再生气均匀混合，本实用新型还包括在所述产品液氮旁路的管道出口端设置一个液氮雾化装置，与所述不锈钢液氮汽化管道连接；
[0008]此外，为了更精确地控制液氮使用量，在所述液氮管路流量控制阀与再生气分子筛入口温度计之间还设置有联动控制机构，液氮管路流量控制阀可以根据再生气分子筛入口温度的设定值自动接通或断开。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型一种提高分子筛纯化器再生性能的装置的结构示意图；
[0010]10.分子筛再生气管路；11.再生污氮气入口 ；12.分子筛再生气进口阀；13.再生气流量计；14.再生气分子筛入口温度计；15.再生气分子筛出口温度计；16.再生气排放出口 ；20.新增产品液氮旁路；21.产品液氮管道入口 ；22.不锈钢液氮汽化管道；23.液氮管路流量控制阀；24.液氮雾化装置；30.分子筛纯化器。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，针对与40000m3/h制氧机配套的卧式分子筛纯化器，本实用新型实施例提供了一种提高分子筛纯化器再生性能的装置。
[0012]所述装置包括现有分子筛再生气管路10，所述管路10上依次连接有再生污氮气入口 11、分子筛再生气进口阀12、再生气流量计13、再生气分子筛入口温度计14、再生气分子筛出口温度计15、分子筛纯化器30、再生气排放出口 16，此外，从制氧机液氮产品输送管道上，引入一根50 mm的不锈钢液氮管道接入上述再生气流量计13与再生气分子筛入口温度计14之间，形成新增的产品液氮旁路20，所述旁路20上依次连接有产品液氮管道入口21、液氮管路流量控制阀23。
[0013]出于安全考虑，本实施例还在所述再生气流量计13与再生气分子筛入口温度计14之间增设一段长15m与所述再生气管路10同直径的的不锈钢液氮汽化管道22，与所述产品液氮旁路20的管道出口端相连接，以避免原有再生气管路10与液氮旁路20的管道出口接头处温度过低导致管道破裂。
[0014]同时为了使液氮快速气化与再生气均匀混合，本实施例在所述产品液氮旁路的管道出口端设置一个液氮雾化喷射器作为液氮雾化装置24，与所述不锈钢液氮汽化管道22连接；液氮雾化装置也可采用其它形式，达到液氮充分气化的目的。
[0015]本实施例还在液氮管路流量控制阀23与再生气分子筛入口温度计14之间设置了联动控制机构。将阀门23动作开度由分子筛入口温度计14的温度点控制，高限设定在25°C，低限设定在10°C，当分子筛再生冷吹剩30分钟时，分子筛入口温度计14的温度点在25°C时(制氧机正常运行时，此点温度均在25°C以上)，自动开启流量控制阀23，低温液氮汽化后与污氮气混合，降低了分子筛再生时的冷吹温度；当分子筛入口温度计14的温度点降到10°C时，流量控制阀23自动关闭，停止低温液氮的供给，只使用常温污氮气进行冷吹。
[0016]本实施例提高分子筛纯化器再生性能的装置，管线设计简单、紧凑，投资费用和运行成本都较低，且操作方便、安全可靠，由于分子筛吸附和再生能力的提高，该装置同时也使分子筛吸附剂的使用周期得以延长，预计可延长分子筛使用寿命2-5年。此外，该装置实施半年以来，通过监控对比发现，产品空气出分子筛纯化器二氧化碳平均含量从实施前的
0.12ppm降至实施后的0.07ppm，分子筛再生后初期使用时，产品空气分子筛出口平均温度也从实施前的35.5°C降至实施后的32.7°C，减少了产品空气进空分装置的冷损，从而降低了装置能耗。
【主权项】
1.一种提高分子筛纯化器再生性能的装置，包括:分子筛再生气管路(10)，所述管路(10)上依次连接有再生污氮气入口( 11)、分子筛再生气进口阀(12)、再生气流量计(13)、再生气分子筛入口温度计(14)、再生气分子筛出口温度计(15)、分子筛纯化器(30)、再生气排放出口(16)，其特征在于:还包括产品液氮旁路(20)，所述旁路(20)上依次连接有产品液氮管道入口(21)、液氮管路流量控制阀(23)，所述产品液氮旁路(20)管道出口端与分子筛再生气管路(10)连接，接头位于再生气流量计(13)与再生气分子筛入口温度计(14)之间。2.根据权利要求1所述的提高分子筛纯化器再生性能的装置，其特征在于:将一段不锈钢液氮汽化管道(22)设置于再生气流量计(13)和再生气分子筛入口温度计(14)之间，与产品液氮旁路(20)的管道出口端连接。3.根据权利要求2所述的提高分子筛纯化器再生性能的装置，其特征在于:一种液氮雾化装置(24 )设置在产品液氮旁路(20 )的管道出口端，与不锈钢液氮汽化管道(22 )连接。4.根据权利要求1、2或3所述的提高分子筛纯化器再生性能的装置，其特征在于?廉氮管路流量控制阀(23)与再生气分子筛入口温度计(14)之间设置有联动控制机构。
【专利摘要】本实用新型公开了一种提高分子筛纯化器再生性能的装置，所述装置包括在现有分子筛再生气管路上增加一路产品液氮旁路，所述旁路上依次连接有产品液氮管道入口、液氮管路流量控制阀，所述产品液氮旁路管道出口端与现有分子筛再生气管路连接，接头位于再生气流量计与再生气分子筛入口温度计之间，还包括将一段不锈钢液氮汽化管道设置于再生气流量计和再生气分子筛入口温度计之间，还包括将一种液氮雾化喷嘴设置于产品液氮旁路的管道出口端，与上述不锈钢液氮汽化管道连接；此外，上述液氮管路流量控制阀与再生气分子筛入口温度计之间设置有联动控制机构。该装置提高了分子筛的再生性能和吸附能力，并延长了分子筛吸附剂的使用寿命。
【IPC分类】C01B13/02
【公开号】CN204625182
【申请号】CN201520171411
【发明人】李辉, 袁苑, 刘江淮, 沈冰, 程谦胜, 石成军, 陈韬
【申请人】马钢(集团)控股有限公司, 马鞍山钢铁股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月26日