本实用新型涉及空气分离技术领域，具体涉及一种窑炉用双塔双冷凝低纯度富氧制取装置。
背景技术：
随着助燃技术的不断提高和应用，采用富氧作为氧化剂较传统的燃烧过程更节能更环保。实践证明：在富氧环境下，燃料在最短的时间内迅速燃尽，最大可能地、充分地释放出所有的热量，提高了燃料的燃尽率，减少燃料的热损失，节约了燃料，同时，富氧燃烧环境能有效地提高燃料系统的升温速率而节能，当富氧纯度越高时，燃料燃烧的温度越高，同时氮分子含量降低，从而减少了氮氧化合物的排放。
目前工业富氧制备方法主要是分离空气，应用最广泛的是低温精馏法，其次还有膜分离法。
常规低温精馏法是利用空分装置提取的90％左右高纯度氧气，一是产品纯度相对较高，成本高，实际应用时需要再增加混配系统才能达到富氧比例，增加投资成本；二是在混配过程中，富氧纯度不宜控制，容易发生炉体烧毁等安全事故。而采用膜分离制取富氧能耗指标高、富氧助燃压力低、长期稳定运行的稳定性不足、膜更换成本高。因此，如何制取能直接供窑炉系统燃烧用的合适纯度的富氧成为关键。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种窑炉用双塔双冷凝低纯度富氧制取装置，以解决现有技术的不足。
本实用新型采用以下技术方案：
一种窑炉用双塔双冷凝低纯度富氧制取装置，包括过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、电加热器、主换热器、透平膨胀机、精馏塔I、精馏塔II、冷凝蒸发器I、冷凝蒸发器II、过冷器、冷箱，
过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、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、透平膨胀机、精馏塔I、精馏塔II、冷凝蒸发器I、冷凝蒸发器II、过冷器设置于冷箱内，精馏塔II设于精馏塔I之上，冷凝蒸发器I设于精馏塔I和精馏塔II之间，冷凝蒸发器II设于精馏塔II之上；
过滤器、透平空气压缩机、空气预冷机组、交替使用的分子筛吸附器、主换热器依次连接，主换热器再和精馏塔I底部的原料空气进口连接；
精馏塔I顶部的压力氮气出口和冷凝蒸发器I连接，冷凝蒸发器I的液氮出口分别和精馏塔I顶部、过冷器、冷箱外液氮存储罐连接，过冷器和精馏塔II顶部连接，其中，冷凝蒸发器I的液氮出口和精馏塔I顶部的连接管路上设有角式冷阀，过冷器和精馏塔II顶部的连接管路上设有节流阀；
精馏塔I底部的液空出口和过冷器连接，过冷器再和精馏塔II中部连接，其中，过冷器和精馏塔II中部连接的管路上设节流阀；
精馏塔II底部的富氧液空出口和冷凝蒸发器II连接，其连接管路上设有节流阀，精馏塔II顶部的低压氮气出口分别和冷凝蒸发器II、主换热器连接；
冷凝蒸发器II的低压液氮出口和精馏塔II顶部连接，冷凝蒸发器II的富氧空气出口和过冷器连接，过冷器和主换热器连接，主换热器连接外部管道以提供低纯度富氧产品；
主换热器的低压氮气部分复热出口和透平膨胀机连接，透平膨胀机和主换热器连接，主换热器分别和电加热器、外部副产品氮气管道连接，电加热器和交替使用的分子筛吸附器连接，外部副产品氮气管道和氮压机连接，以提供副产品氮气。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型以空气为原料，交替使用的分子筛吸附器纯化空气、采用低压氮气返流膨胀、双塔双冷凝制取低纯度富氧产品、液氮副产品和氮气副产品，低纯度富氧产品纯度为40％O2-70％O2，压力为1.5-3.0BarA，可直接供窑炉使用。
2、本实用新型采用精馏塔II的低压氮气返流膨胀制取装置所需冷量，启动时，可加快装置启动速度，缩短启动时间，降低用户耗电；正常运行时可生产大量的液氮副产品和氮气副产品。
3、本实用新型利用低压精馏塔II将精馏塔I分离出的低纯度的液空再次精馏，从而可以提高富氧产品中氧含量和产量，提高装置提取率，降低能耗。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本实用新型，但并不用来限定本实用新型的实施范围。
一种窑炉用双塔双冷凝低纯度富氧制取装置，如图1所示，包括过滤器1、透平空气压缩机2、空气预冷机组3、交替使用的分子筛吸附器4、电加热器5、主换热器6、透平膨胀机7、精馏塔I8、精馏塔II10、冷凝蒸发器I9、冷凝蒸发器II11、过冷器12、冷箱，
过滤器1、透平空气压缩机2、空气预冷机组3、交替使用的分子筛吸附器4、电加热器5设置于冷箱外，主换热器6、透平膨胀机7、精馏塔I8、精馏塔II10、冷凝蒸发器I9、冷凝蒸发器II11、过冷器12设置于冷箱内，精馏塔II10设于精馏塔I8之上，冷凝蒸发器I9设于精馏塔I8和精馏塔II10之间，冷凝蒸发器II11设于精馏塔II10之上；
过滤器1、透平空气压缩机2、空气预冷机组3、交替使用的分子筛吸附器4、主换热器6依次连接，主换热器6再和精馏塔I8底部的原料空气进口连接；
精馏塔I8顶部的压力氮气出口和冷凝蒸发器I9连接，冷凝蒸发器I9的液氮出口分别和精馏塔I8顶部、过冷器12、冷箱外液氮存储罐连接，过冷器12和精馏塔II10顶部连接，其中，冷凝蒸发器I9的液氮出口和精馏塔I8顶部的连接管路上设有角式冷阀，过冷器12和精馏塔II10顶部的连接管路上设有节流阀；
精馏塔I8底部的液空出口和过冷器12连接，过冷器12再和精馏塔II10中部连接，其中，过冷器12和精馏塔II10中部连接的管路上设节流阀；
精馏塔II10底部的富氧液空出口和冷凝蒸发器II11连接，其连接管路上设有节流阀，精馏塔II10顶部的低压氮气出口分别和冷凝蒸发器II11、主换热器6连接；
冷凝蒸发器II11的低压液氮出口和精馏塔II10顶部连接，冷凝蒸发器II11的富氧空气出口和过冷器12连接，过冷器12和主换热器6连接，主换热器6连接外部管道以提供低纯度富氧产品；
主换热器6的低压氮气部分复热出口和透平膨胀机7连接，透平膨胀机7和主换热器6连接，主换热器6分别和电加热器5、外部副产品氮气管道连接，电加热器5和交替使用的分子筛吸附器4连接，外部副产品氮气管道和氮压机连接(图中未标示出)，以提供副产品氮气。
上述各部件的功能如下：
过滤器1，用于过滤原料空气中的灰尘和机械杂质；
透平空气压缩机2，用于将过滤后的原料空气压缩到设定压力；
空气预冷机组3，用于将过滤、压缩后的原料空气预冷；
交替使用的分子筛吸附器4，用于将过滤、压缩、预冷后的原料空气纯化，去除水分、CO2、C2H2等物质；
电加热器5，用于加热氮气以再生分子筛吸附器4；
主换热器6，用于将过滤、压缩、预冷、纯化后的原料空气冷却；用于将富氧空气复热、低压氮气部分复热、膨胀后氮气复热；
透平膨胀机7，用于将部分复热后的低压氮气膨胀制取冷箱必需冷量；
精馏塔I8，用于将经过滤、压缩、预冷、纯化、冷却后的原料空气低温精馏而分离为液空和压力氮气；
精馏塔II10，用于将液空、液氮精馏为富氧液空和低压氮气；
冷凝蒸发器I9，用于将压力氮气和富氧液空进行换热，压力氮气液化为液氮，富氧液空汽化作为精馏塔II10的上升气；
冷凝蒸发器II11，用于将富氧液空和低压氮气进行换热，低压氮气被冷凝为低压液氮，富氧液空被汽化为富氧空气；
过冷器12，用于将液空、液氮过冷，用于将富氧空气复热。
上述窑炉用双塔双冷凝低纯度富氧制取装置制取低纯度富氧，包括如下步骤：
步骤一、将原料空气经过滤器1过滤掉灰尘和机械杂质后，进入透平空气压缩机2将空气压缩到设定压力0.5-1.0MPaA；之后经空气预冷机组3预冷至5-8℃后进入交替使用的分子筛吸附器4中纯化，将水分、CO2、C2H2等物质去除；
步骤二、将纯化后的原料空气部分用于仪表空气(图中未标示出)，其余部分进入主换热器6冷却至饱和并带有一定含湿后进入精馏塔I8底部精馏分离为压力氮气和液空；压力氮气引入冷凝蒸发器I9和富氧液空进行换热，压力氮气液化为液氮，引出部分液氮进入精馏塔I8作为回流液，引出部分液氮经过冷器12过冷后节流进入精馏塔II10作为回流液，另引出其余部分液氮作为副产品；
步骤三、液空经过冷器12过冷、节流阀节流后进入精馏塔II10中部精馏，得到富氧液空和低压氮气；低压氮气一部分引入冷凝蒸发器II11，其余部分引入主换热器6；部分富氧液空被精馏塔I8引出的压力氮气汽化作为精馏塔II10的上升气，其余富氧液空经节流后引入冷凝蒸发器II11，在冷凝蒸发器II11中和引入的低压氮气进行换热，低压氮气被冷凝为低压液氮引入精馏塔II10作为回流液，富氧液空被低压氮气汽化为富氧空气，富氧空气经过冷器12及主换热器6复热后作为低纯度富氧产品直接供窑炉系统，低纯度富氧产品纯度为40％O2-70％O2，压力为1.5-3.0BarA；
步骤四、从精馏塔II10顶部引出的部分低压氮气经主换热器6部分复热后抽出进入透平膨胀机7膨胀，膨胀后氮气再经主换热器6复热后出冷箱，一部分氮气由电加热器5加热后引入交替使用的分子筛吸附器4作为再生气，其余部分氮气经氮压机压缩后作为副产品氮气。