专利名称：变压吸附制氧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及制氧装置，尤其涉及用于高炉富氧鼓风的变压吸附制氧装置。
背景技术：
目前在冶金工业中，高炉的富氧鼓风都是采用深冷空气分离装置制取所需氧气，其氧气纯度高，达99.9％，其缺点是装置复杂，投资规模大，能耗高，(三)实用新型内容为改进上述缺点，本实用新型提供一种变压吸附制氧装置，其结构比上述装置简单，投资规模大为减小，吸附效率高，能耗低。
其技术方案如下其包括顺序连接的空气压缩机、气水分离器、吸附罐、贮氧罐以及缓冲罐，在空气压缩机及气水分离器之间装置有冷却原料空气的板翅式换热器，原料空气通道为板翅式换热器的散热通道，板翅式换热器的吸热通道至少由压缩式致冷装置的蒸发器构成。例如板翅式换热器的吸热通道还包括再生氧气的吸热通道。进一步，所述板翅式换热器的吸热通道还包括冷却水吸热通道。冷却水吸热通道位于所述压缩式制冷装置中的冷却水通道后方，两者串联连接。上述气水分离器包括外筒体及支撑其内的内筒体；外筒体下端与排水通道连接，上端密封装置带有空气进口管道的法兰盖，外筒体壁装置空气出口法兰管道；内筒体上端封闭，筒体内装置丝网，筒体上部与所述空气出口法兰管道相通连接。
本实用新型用于高炉富氧鼓风时，在空气压缩机及气水分离装置之间装置有上述结构的板翅式换热器，可以使经压缩的温度在120℃左右的原料空气经三级冷却先与压缩致冷装置排出的冷却水(约38℃)以及输出的再生氧气(温度为10℃左右)进行热交换，使冷却水温度升至约95℃再排放，氧气温度可预热至约50℃，原料空气预冷至约10～15℃。如此一方面充分回收利用压缩致冷装置排出冷却水及再生氧气的剩余冷量，使鼓风输至高炉的氧气预热，使经压缩的高温原料空气经蒸发器冷却之前预冷，如此使能源得到最充分而科学合理的利用，能耗大为降低。本实用新型最后采用压缩式制冷装置对原料空气进行深冷，冷却效率高，对原料空气脱水效果好，气水分离装置结构简单、分离效率高，如此有效提高吸附罐分子筛对吸附气体的吸附效率。本实用新型结构简单，投资规模较小。
图1为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型中板翅式换热器的正视图；图3为本实用新型中板翅式换热器的右视图，图中局部剖示；图4为本实用新型中气水分离装置的结构图。
具体实施方式
见图1，原料空气入口5通过管道按顺序连接压缩机25、板翅式换热器1、气水分离器2，气水分离器2通过管道及切换阀13中的阀d或阀g分别与吸附罐18及15的第一端连接，两吸附罐18及15的第二端通过管道及切换阀16中的阀i或阀k及阀h或阀j分别与贮氧罐17及板翅式换热器1的再生氧气吸热通道21连接，所述氧气吸热通道21的出口端分别通过管道与缓冲罐19及氧气出口24连接。见图1，吸附罐18及15所述第一端分别通过管通及切换阀13中的阀c或阀f以及阀e与氮气出口14连接。
图1中22为板翅式换热器1中经压缩的原料空气的换热通道，20为压缩式致冷装置中的蒸发器，3为压缩机，4为冷凝器，9为膨胀阀，所述图1中的压缩式制冷装置采用已有技术连接及制作。从气水分离器2分离出的水可以分别从阀b或从阀a、疏水器10经排水口12排入接水盘11。
图1中冷却水通道8的后方装置冷却水通道23，两者串联连接。7及6分别为冷却水的进口及出口。冷却水通道8用于冷却冷凝器4，冷却水通道23用于预冷却从压缩机25输出的原料空气。
图1中吸附罐18及15中置有分子筛，原料空气从第一端流经吸附罐，分子筛吸附原料空气中的氮气，从吸附罐第二端输出再生氧气。吸附罐18及15交替工作，一只罐吸附氮气时，另一只罐解吸附氮气。见图1，压缩机25输出的压缩空气通过分支管道以及切换阀16中的阀i或阀k进入吸附罐18或15，对分子筛中的氮气进行解吸附。
从图1可见，压缩机25输出的温度120℃左右的原料空气经冷却水通道、再生氧气通道以及蒸发器致冷剂通道三级构成的板翅式换热器的冷却，出口端温度约5℃左右。见图2，图中26及30分别表示经压缩的原料空气A的入口及出口，27及33表示冷却水W的入口及出口，32、28表示再生氧气的入口及出口，29、31表示蒸发器致冷剂R的入口及出口。见图2、图3，换热器外有壳体，其为上下端具有圆弧面的长方体。图3中35为原料空气散热通道，原料空气的流动方向如图3中虚线39所示；36及38分别表示冷却水吸热通道及蒸发器致冷剂吸热通道，其流通方向分别为从垂直于纸面方向住外流；37为再生氧气吸热通道，垂直于纸面方向往内流。原料空气散热通道与各吸热通道相间排列。各通道中锯齿状线条表示翅片，各吸热通道两端有封头34，各不同吸热通道借助封头隔开。各通道及翅片用铝材采用已有技术制作。
见图4，图中心区剖示，气水分离器2包括外筒体41及支撑其内的内筒体42，43为支撑条，外筒体下端与排水法兰45连接，上端密封装置带有空气进口管道40的法兰盖46，外筒体壁焊接装置空气出口法兰管道47。内筒体42上端封闭，筒体42内装置不锈钢丝网44，内筒体42的上部与所述空气出口法兰管道47相通及焊接连接。经图1热交换器1冷却的原料空气A经管道及图4中的法兰盖46的空气进口管道40，进入外筒体41内，经过外筒体41与内筒体42之间的通道，从下部进入内筒体42及不锈钢丝网44，经冷却的原料空气中的水汽在不锈钢丝网44中凝结成水珠往下落，经排水法兰45排出。经脱水的原料空气A从内筒体上部经空气出口法兰管道47排出，如此完成气与水的分离。
权利要求1.变压吸附制氧装置，包括顺序连接的空气压缩机、气水分离器、吸附罐、贮氧罐以及缓冲罐，其特征在于在空气压缩机及气水分离器之间装置有冷却原料空气的板翅式换热器，原料空气通道为板翅式换热器的散热通道，板翅式换热器的吸热通道至少由压缩式致冷装置的蒸发器构成。
2.按权利要求1所说变压吸附制氧装置，其特征在于所述板翅式换热器的吸热通道还包括再生氧气的吸热通道。
3.按权利要求1或2所述变压吸附制氧装置，其特征在于所述板翅式换热器的吸热通道还包括冷却水吸热通道。
4.按权利要求3所述变压吸附制氧装置，其特征在于所述冷却水吸热通道位于所述压缩式制冷装置中的冷却水通道后方，两者串联连接。
5.按权利要求1所述变压吸附制氧装置，其特征在于所述气水分离器包括外筒体及支撑其内的内筒体；外筒体下端与排水通道连接，上端密封装置带有空气进口管道的法兰盖，外筒体壁装置空气出口法兰管道；内筒体上端封闭，筒体内装置丝网，筒体上部与所述空气出口法兰管道相通连接。
专利摘要变压吸附制氧装置，包括顺序连接的空气压缩机、气水分离器、吸附罐、贮氧罐以及缓冲罐，特征在于在空气压缩机及气水分离器之间装置有板翅式换热器，所述板翅式换热器包括冷却水的吸热通道、再生气体—氧气的吸热通道以及压缩式致冷装置的蒸发器。本实用新型将压缩式致冷装置排出的冷却水以及再生氧气的剩余冷量释放，用来预热进入鼓风炉的氧气以及预冷却压缩原料空气，再用上述蒸发器深冷原料空气使能源得到最充分合理的利用，能耗大为降低。本实用新型结构简单，对压缩原料空气进行三级冷却，冷却效率高，气水分离效果好，吸附罐吸附效率高，投资规模小，可广泛用于冶金高炉鼓风等领域及其他适用领域。
文档编号B01D53/047GK2780736SQ20042007982
公开日2006年5月17日 申请日期2004年9月27日 优先权日2004年9月27日
发明者张宜万, 卢如焞 申请人:张宜万, 卢如焞