一种高效节能单塔富氧助燃装置及其应用的制作方法

本发明属于富氧助燃装置，具体涉及一种高效节能单塔富氧助燃装置，以及该富氧助燃装置的具体应用。

背景技术：

1、富氧助燃设备是通过吸附塔分子筛吸附原理进行制备高浓度氧气，给窑炉、加热炉或熔炼炉等加热设备提供高浓度氧气的助燃气体，来达到増强燃料燃烧强度、加快燃料燃尽速度、提高热量燃烧效率的目的。富氧助燃作为一种新的助燃技术，在燃烧技术领域有着广泛应用，起到良好的节能环保作用。

2、目前，现有的富氧助燃设备与常规的psa制氧设备一样，采用双塔或是多塔结构来实现分子筛的吸附、解析过程，双塔或多塔的均压管路结构较为复杂，同时占地面积大、生产成本高。另外，现有富氧助燃设备原料气采用的是罗茨鼓风机或普通风机，如专利申请“201110115020.x”、“202221756502.3”“201220677202.6”等都有介绍，而罗茨鼓风机或普通通风机存在供气气量小、流量不稳定等缺陷，尤其对富氧助燃需求量大的使用环境不够适用。为此，针对现有富氧助燃设备的结构，在供氧流量、生产成本和节能控制方面等都有待进一步的改进。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高效节能单塔富氧助燃装置，利用交变应力原理实现单塔吸附解析制氧，使其具有结构紧凑、产气量大、节约能耗以及供气稳定等特点，整体提升富氧助燃装置的生产技术水平。

2、本发明的另一个目的，是提供上述高效节能单塔富氧助燃装置的具体应用，包括应用在锅炉、水泥回转窑、煤粉炉、隧道窑等技术领域。

3、为了实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：一种高效节能单塔富氧助燃装置，包括螺杆鼓风机，所述螺杆鼓风机前端通过管路连接进气端，所述进气端后端连接第一气动控制阀；所述螺杆鼓风机后端通过过渡管路连接冷却器，所述冷却器后端连接三通管路，所述三通管路上设有第二气动控制阀和第三气动控制阀，并通过所述三通管路连接分别连接螺杆鼓风机和吸附塔，所述吸附塔由底部进气，在顶部侧面通过法兰连接出气管路，所述出气管路为闭环式管路，并设有第四气动控制阀、第一调压阀、第五气动控制阀和第二调压阀，所述第一调压阀末端设有氧气出口；所述吸附塔底部连接废气排放管路，所述废气排放管路上设有第六气动控制阀，所述第六气动控制阀后端设有第一消音器。

4、作为一种改进，所述进气端呈水平方向放置的圆形法兰结构，并在进气端上设有过滤网。

5、作为一种改进，所述过渡管路中间连接第七气动控制阀，所述第七气动控制阀后端设有第二消音器。

6、作为一种改进，所述第二气动控制阀、第三气动控制阀、第六气动控制阀和第七气动控制阀均连接压缩气体缓冲罐，通过压缩气体缓冲罐的压缩气体协助阀门开启。

7、作为一种改进，所述压缩气体缓冲罐连接永磁变频空压机，侧面设有出口管路，所述出口管路连接减压阀，所述减压阀连接一出多快速接头，通过所述快速接头连接出气管一端，出气管另一端连接各气动控制阀。

8、作为一种改进，所述压缩气体缓冲罐采用低进高出结构，底部设有排污口。

9、作为一种改进，所述吸附塔底部设有三通接管，所述三通接管为可拆卸法兰结构。

10、作为一种改进，所述吸附塔内部下方设有气体分布器，所述气体分布器上设有分子筛。

11、作为一种改进，所述吸附塔顶部设有分子筛进料口，侧面设有分子筛放料口，底部设有固定支脚。

12、作为一种改进，所述高效节能单塔富氧助燃装置配有plc控制系统，控制各个气动阀的启闭。

13、为了进一步实现高效节能单塔富氧助燃装置供气稳定的目的，本发明还公开了具体应用，包括将产生的氧气（含量在85%左右）应用在锅炉、水泥回转窑、钢筋炉、煤粉炉、隧道窑等场所。

14、本发明取得的有益效果为：一种高效节能单塔富氧助燃装置，具有结构紧凑、产气量大、节约能耗以及供气稳定等特点，采用交变应力工作方式，利用单塔实现制氧，通过螺杆鼓风机代替传统的空压机、罗茨鼓风机，有效提升了进气量，且进气稳定性更高；通过在吸附塔底部设置三通接管，通过三通接管设置一个自动排气管路，并在自动排气管路上设置一个气动控制阀，其作用就是在再生时塔内还是正压状态的时候利用自身压力进行排放，使整台装置的能效提高5%以上；通过采用压缩气体缓冲罐给各个气动控制阀输送低压气体，保证各个气动阀能均能正常开启，有效避免了由于管内气体压力不够气动阀不能开启的问题；最后，通过将出气管路设置为闭环式管路，并设置两个气动阀和减压阀，各阀互相配合，在再生即将完成时利用瞬间的2-3秒时间差采用高纯度的氧气返吹再生，有效提高制氧效率，达到节能降耗的效果。

技术特征：

1.一种高效节能单塔富氧助燃装置，其特征在于，包括螺杆鼓风机（1），所述螺杆鼓风机（1）前端通过管路连接进气端（2），所述进气端（2）后端连接第一气动控制阀（3）；所述螺杆鼓风机（1）后端通过过渡管路（4）连接冷却器（5），所述冷却器（5）后端连接三通管路（6），所述三通管路（6）上设有第二气动控制阀（7）和第三气动控制阀（8），并通过所述三通管路（6）连接分别连接螺杆鼓风机（1）和吸附塔（9），所述吸附塔（9）由底部进气，在顶部侧面通过法兰（10）连接出气管路（11），所述出气管路（11）为闭环式管路，并设有第四气动控制阀（12）、第一调压阀（13）、第五气动控制阀（14）和第二调压阀（15），所述第一调压阀（13）末端设有氧气出口（16）；所述吸附塔（9）底部连接废气排放管路（17），所述废气排放管路（17）上设有第六气动控制阀（18），所述第六气动控制阀（18）后端设有第一消音器（19）。

2.根据权利要求1所述的高效节能单塔富氧助燃装置，其特征在于，所述进气端（2）呈水平方向放置的圆形法兰结构，并在进气端上设有过滤网。

3.根据权利要求1所述的高效节能单塔富氧助燃装置，其特征在于，所述过渡管路（4）中间连接第七气动控制阀（20），所述第七气动控制阀（20）后端设有第二消音器（21）。

4.根据权利要求3所述的高效节能单塔富氧助燃装置，其特征在于，所述第二气动控制阀（7）、第三气动控制阀（8）、第六气动控制阀（18）和第七气动控制阀（20）均连接压缩气体缓冲罐（22），通过压缩气体缓冲罐（22）的压缩气体协助阀门开启。

5.根据权利要求4所述的高效节能单塔富氧助燃装置，其特征在于，所述压缩气体缓冲罐（22）连接永磁变频空压机，侧面设有出口管路，所述出口管路连接减压阀，所述减压阀连接一出多快速接头，通过所述快速接头连接出气管一端，出气管另一端连接各气动控制阀。

6.根据权利要求5所述的高效节能单塔富氧助燃装置，其特征在于，所述压缩气体缓冲罐（22）采用低进高出结构，底部设有排污口（23）。

7.根据权利要求1所述的高效节能单塔富氧助燃装置，其特征在于，所述吸附塔（9）底部设有三通接管（30），所述三通接管（30）为可拆卸法兰结构。

8.根据权利要求7所述的高效节能单塔富氧助燃装置，其特征在于，所述吸附塔（9）内部下方设有气体分布器，所述气体分布器上设有分子筛。

9.根据权利要求8所述的高效节能单塔富氧助燃装置，其特征在于，所述吸附塔（9）顶部设有分子筛进料口，侧面设有分子筛放料口，底部设有固定支脚。

10.一种根据权利要求1所述的高效节能单塔富氧助燃装置的应用，其特征在于，所述高效节能单塔富氧助燃装置配有plc控制系统，控制各个气动阀的启闭，并应用于锅炉、水泥回转窑、钢筋炉、煤粉炉、隧道窑生产技术领域。

技术总结
本发明公开了一种高效节能单塔富氧助燃装置及其应用，包括螺杆鼓风机，所述螺杆鼓风机前端通过管路连接进气端，所述进气端后端连接第一气动控制阀；所述螺杆鼓风机后端通过过渡管路连接冷却器，所述冷却器后端连接三通管路，所述三通管路上设有第二气动控制阀和第三气动控制阀，并通过所述三通管路连接分别连接螺杆鼓风机和吸附塔，所述吸附塔由底部进气，在顶部设有出气管路，出气管路末端设有氧气出口。本发明具有结构紧凑、产气量大、节约能耗以及供气稳定等特点，可广泛用于锅炉、水泥回转窑、煤粉炉、隧道窑等技术领域。

技术研发人员：董平华,丁艳红
受保护的技术使用者：杭州富阳亨特气体设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15