一种全制氮空分废气回收装置的制作方法

本发明属于空分设备的技术领域，特别涉及一种全制氮空分废气回收装置。

背景技术：

空分设备是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备。全制氮空分是一种用于专门生产氮气的空分。

全制氮空分在分离出氮气后剩余富氧空气，这部分富氧空气气体温度低且为干燥气体，直接排放造成了很大浪费。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种全制氮空分废气回收装置，回收富氧空气用作空气纯化器的再生和原料空气的预冷，替代了预冷机组，实现了富氧空气的全回收。

本发明的目的是这样实现的：一种全制氮空分废气回收装置，所述全制氮空分包括空气预冷系统、空气纯化器和制氮系统，所述制氮系统包括膨胀机、主换热器、液空过冷器和氮塔，所述氮塔的顶端设置有冷凝蒸发器，所述冷凝蒸发器的顶端引出富氧空气主管，富氧空气主管依次穿过液空过冷器和主换热器后出塔，所述膨胀机中设置有富氧空气第一分管，富氧空气第一分管与富氧空气主管循环连接，富氧空气主管出塔后通过富氧空气第二分管与空气纯化器连接，通过富氧空气第三分管与空气预冷系统的水冷塔连接。

上述空气预冷系统包括空冷塔和水冷塔，所述空冷塔的上方设置有空冷塔进水管，底端设置有空冷塔出水管，中间为空冷塔填料，空冷塔填料下方设置有进气管，空冷塔顶端设置有出气管，出气管与空气纯化器相连；所述水冷塔的上方设置有水冷塔进水管，底部设置有水冷塔出水管，中间为水冷塔填料，富氧空气第三分管连接在水冷塔填料下方，水冷塔顶端排空，空冷塔出水管与水冷塔进水管连接，水冷塔出水管与空冷塔进水管连接，冷却水在循环泵的驱动下循环于空冷塔和水冷塔。

上述空冷塔的进气管连接有换热器，换热器中设置有富氧空气第四分管，所述富氧空气第四分管的一端连接富氧空气主管，一端连接空气纯化器。

上述换热器和进气管之间设置有冷却器。

空气依次经过空气过滤器、空气压缩机和空气缓冲罐，再与换热器、冷却器和空冷塔的进气管相连。

上述水冷塔进水管连接有补水管。

上述富氧空气第二分管上设置有电加热器，富氧空气第二分管与空气纯化器中的分子筛相连。

上述经过空气纯化器纯化的原料空气由氮塔填料的下方输送到氮塔之中，经过氮塔的分离，由氮塔填料和冷凝蒸发器之间输出产品氮气。

上述富氧空气第一分管、富氧空气第二分管、富氧空气第三分管均连接有排空管。

上述排空管的末端设置有放空消声器。

本发明和现有技术相比，具有如下有益效果:

1、本发明将氮塔中分离氮气后的富氧空气引出，分别进入膨胀机及主换热器，汇总后复热出塔，出塔后的富氧空气引入空气纯化器作为再生气体使用，用作分子筛纯化器的再生，当空分运行在50％负荷时，即可维持空气纯化器再生。

2、当空分负荷高于50％时，富余大量气体，本发明将这部分气体引入空气预冷系统的水冷塔中，对水冷塔中的常温水进行冷却，由于富氧空气为干燥气体且温度低(约为10℃左右)，可以使常温水温度不断降低，变成冷冻水后引入空冷塔，对原料空气进行降温后再通入空气纯化器中。

3、本发明实现了富氧空气的全回收，替代了预冷机组，节省大量电能，具有显著的经济效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明空气预冷系统的结构示意图。

附图标记:1、空气预冷系统；2、空气纯化器；3、制氮系统；4、膨胀机；5、主换热器；6、液空过冷器；7、氮塔；8、冷凝蒸发器；9、富氧空气主管；10、富氧空气第一分管；11、富氧空气第二分管；12、富氧空气第三分管；13、水冷塔；14、空冷塔；15、空冷塔进水管；16、空冷塔出水管；17、空冷塔填料；18、进气管；19、出气管；20、水冷塔进水管；21、水冷塔出水管；22、水冷塔填料；23、换热器；24、富氧空气第四分管；25、冷却器；26、补水管；27、电加热器；28、分子筛；29、排空管；30、放空消声器。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1-2：

一种全制氮空分废气回收装置，所述全制氮空分包括空气预冷系统1、空气纯化器2和制氮系统3，所述制氮系统3包括膨胀机4、主换热器5、液空过冷器6和氮塔7，所述氮塔7的顶端设置有冷凝蒸发器8，所述冷凝蒸发器8的顶端引出富氧空气主管9，富氧空气主管9依次穿过液空过冷器6和主换热器5后出塔，所述膨胀机4中设置有富氧空气第一分管10，富氧空气第一分管10与富氧空气主管9循环连接，富氧空气主管9出塔后通过富氧空气第二分管11与空气纯化器2连接，通过富氧空气第三分管12与空气预冷系统1的水冷塔13连接。

上述空气预冷系统1包括空冷塔14和水冷塔13，所述空冷塔14的上方设置有空冷塔进水管15，底端设置有空冷塔出水管16，中间为空冷塔填料17，空冷塔填料17下方设置有进气管18，空冷塔14顶端设置有出气管19，出气管19与空气纯化器2相连；所述水冷塔13的上方设置有水冷塔进水管20，底部设置有水冷塔出水管21，中间为水冷塔填料22，富氧空气第三分管12连接在水冷塔填料22的下方，水冷塔13顶端排空，空冷塔出水管16与水冷塔进水管20连接，水冷塔出水管21与空冷塔进水管15连接，冷却水在循环泵的驱动下循环于空冷塔14和水冷塔13。

本发明的富氧空气的回收过程如下：富氧空气由冷凝蒸发器8的顶端引出，经过液空过冷器6换热，之后一部分通过主换热器5进入膨胀机4循环，膨胀机4中的富氧空气和富氧空气总管9中的富氧空气汇总后经过主换热器5复热后排出制氮系统3，排出后的富氧空气再次分为两部分，一部分进入空气纯化器2中作为再生气体使用，另一部分进入水冷塔13对水冷塔13中的常温水进行冷却，冷却后的水进入空冷塔14对原料空气进行冷却。

上述空冷塔14的进气管18连接有换热器23，换热器23中设置有富氧空气第四分管24，所述富氧空气第四分管24的一端连接富氧空气主管9，一端连接空气纯化器2，换热器23中的原料空气与富氧空气第四分管24中的富氧空气换热冷却，之后富氧空气排入到空气纯化器2中使用。

上述换热器23和进气管18之间设置有冷却器25，冷却器25对原料空气进行再次预冷。

上述水冷塔进水管20连接有补水管26。

上述富氧空气第二分管11上设置有电加热器27，富氧空气第二分管11与空气纯化器2中的分子筛28相连。

上述原料空气依次经过空气过滤器、空气压缩机和空气缓冲罐，再与换热器23、冷却器25和空冷塔14的进气管18相连。

上述经过空气纯化器2纯化的原料空气由氮塔7填料的下方输送到氮塔7之中，经过氮塔7的分离，由氮塔7填料和冷凝蒸发器8之间输出产品氮气。

上述富氧空气第一分管10、富氧空气第二分管11、富氧空气第三分管12均连接有排空管29。

上述排空管29的末端设置有放空消声器30。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。