制氧機局部加溫系統的製作方法

2023-04-23 15:13:41 3

專利名稱：制氧機局部加溫系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於空分技術領域，尤其涉及一種制氧機局部加溫系統。
背景技術：
制氧機是化工、煉鋼、焦化行業一種常用設備。目前，制氧機系統工藝採用的是低溫精餾分離的方法，即空氣經過壓縮機加壓後進行淨化再降溫、液化、精餾從而獲得氧氣、氮氣產品的。制氧機的核心裝置精餾系統處於低溫運行狀態，最低溫度在-196.5°C。進精餾系統的原料空氣雖然經過分子篩系統對空氣中的水分等進行吸附淨化，空氣中仍然含有少量的C02、H20、C2H2及其他碳氫化合物，其中C02、H20的體積含量約為I 5ppm。雖然含量很小，但是原料空氣的進塔氣量很大，這樣精餾系統經過長期運轉後(原空分設計的運行周期為一年)，這些殘餘的C02、H20、碳氫化合物等會在低溫下變成固態形式附著、積聚在系統的換熱器、精餾塔內。特別是主換熱器部分是空氣從常溫的12°C換熱到低溫的_172°C的首要和主要部分，該換熱器是板翅式換熱器。前述空氣中殘餘的大部分C02、H20等物最先在主換熱器中集聚。積聚在主換熱器中的C02、H20等物隨著運行時間的增加會逐步堵塞換熱器，造成換熱器通道堵塞進塔氣量逐漸減小到極限值後造成精餾塔工況破壞被迫停車，甚至使設備安全受到威脅，必須停車進行全面局部加溫操作，才能繼續運轉。概而言之，主換熱器的運行周期決定著制氧機系統的運行周期。以往解決主換熱器堵塞的思路是整個系統停車進行大部加溫處理。制氧機進行大部加溫處理一般需要96小時以上，這就需要工廠需停車等待氮氣、氧氣供應。特別在非計劃停車狀態時，損失更為嚴重。
實用新型內容本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供一種制氧機局部加溫系統。為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案:制氧機局部加溫系統，包括依次通過管道連接的空氣過濾器、空壓機、空冷塔、分子篩過濾器、主換熱器和氣體排放閥。所述管道在分子篩過濾器和主換熱器之間設有增壓機，所述管道在主換熱器和氣體排放閥之間設有氣液分離罐。所述管道在主換熱器和氣體排放閥之間設有精餾塔，精餾塔的下部連接在管道上。採用上述技術方案，本實用新型根據制氧機運行狀況，經過參數對比分析認為主換熱器堵塞物質主要是CO2,堵塞部位在主換熱器下端。CO2在0.6MPa、體積分數為0.03%時凝固溫度為_132°C，隨著壓力、含量降低凝固點也降低。所以，通過局部加溫使主換熱器空氣通道溫度升高到-120 -130°C時可以將內部堵塞的CO2乾冰經過局部加溫閥或下塔排放閥排出從而消除主換堵塞故障，恢復空分正常工況。當系統中堵塞物質為水分時，局部加溫原理是相同的。通過局部加溫使主換熱器空氣通道溫度升高到5 10°C時可以將內部堵塞的冰經過局部加溫閥或下塔排放閥排出從而消除主換堵塞故障，恢復空分正常工況。同時為避免停車時間過長的巨大損失，局部加溫時通過外購液氧、液氮氣化保證生產正常用氣。本實用新型設計合理、結構簡單、便於製造安裝，本實用新型在國內空分行業屬於首創，打破了空分行業權威的局部加溫處理模式，利用該技術局部加溫時精餾塔等部分可快速投入使用，節約了生產成本，對制氧行業制氧機冷箱的設計、生產帶來新思路。

圖1是本實用新型的流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的制氧機局部加溫系統，包括兩個加溫線路，第一個加溫線路包括:依次通過管道連接的空氣過濾器1、空壓機2、空冷塔3、分子篩過濾器4、主換熱器5、精懼塔9下部和第一氣體排放閥6。第二個加溫線路為:依次通過管道連接的空氣過濾器1、空壓機2、空冷塔3、分子篩過濾器4、增壓機7、主換熱器5、氣液分離罐8和第二氣體排放閥10。在管道的合適位置可以設有閥門，這樣便於控制，並設置抽風機或送風機。本實用新型在具體工作使用時，空氣沿上述通道依次流經到各個設備後通過第一氣體排放閥6和第二氣體排放閥10排空即可。本實用新型打破了空分行業處理該問題時全部停車大局部加溫的模式，利用該方法停車加溫時系統不用排液，保持冷開車狀態，在空氣主換熱器局部加溫完畢後可快速投入使用，可節約局部加溫及重新開車時間約65 75小時。以及在重新開車過程中利用液體槽車向蒸餾塔9內反充液氧，節約開車時間約10 15小時且保證冷箱系統的安全。本實用新型主要創新點在以下幾個方面:1、該局部加溫技術屬國內首創，打破了空分行業處理主換熱器5堵塞問題時全部停車大局部加溫3 4天的模式，利用本實用新型局部加溫時精餾塔9等部分不用排液局部加溫，保持冷開車狀態，在主換熱器5局部加溫完畢後可快速投入使用。2、在重新開車過程中利用液體槽車向精餾塔9內反充液氧，節約開車時間及保證冷箱系統安全。3、局部加溫過程中為保證主冷液位的安全要求，一方面控制塔內壓力在設備承壓設計值以下0.05MPa左右，一方面利用現有貯槽反充液氧或液氮保持精餾塔9內冷量的大
量消耗。4、重新開車過程中，精餾塔9操作採用通過氮側啟動近路和不凝氣排放以及JL-102閥同步強制預冷方法，可加快系統開車時間。5、本實用新型對於制氧機出現空氣冷卻系統故障造成進塔氣體雜質含量超高造成的換熱器堵塞故障 ，是一種行之有效的操作方法，大大提高了系統抗風險能力。本實用新型產生的直接經濟效益計算的依據是該方法節約制氧機停車大局部加溫處理的時間需要外購的液體氧氮產品的市場價格和採用該方法後系統恢復生產多產氧氣、氮氣以及副產液氧產品的價值。1、局部加溫後，制氧機副產液體氧、氮每天約6噸，按市場價格650元/噸，每年生產330天(8000小時計)計算，則年直接經濟效益為:[0022]6X650X330=128.7 (萬元)。2、局部加溫後，制氧機多產氧氣約1000mVh，按內部核算新成本價0.45元/ m3計算，制氧機多產氮氣約3000m3/h，按內部核算新成本價0.42元/ m3,每年生產330天(8000小時計)計算，則年直接經濟效益為:1000 X 0.45 X 8000+2000 X 0.42 X 8000=1032.0 (萬元)。3、利用該方法可節約開車外購用氣成本為:按用氧量1800m3/h計算，小時需外購液氧3m3 ;按用氮量2500m3/h計算,小時需外購液氮4m3,局部加溫按節約80小時計算,貝Ij倉1J造效益為:4X650X80 + 3X650X80=36.4 (萬元 / 年.次)。總增收(節支 )總額為:128.7+1032.0+36.4 = 1197.1 萬元 / 年。
權利要求1.制氧機局部加溫系統，其特徵在於:包括依次通過管道連接的空氣過濾器、空壓機、空冷塔、分子篩過濾器、主換熱器和氣體排放閥。
2.根據權利要求1所述的制氧機局部加溫系統，其特徵在於:所述管道在分子篩過濾器和主換熱器之間設有增壓機，所述管道在主換熱器和氣體排放閥之間設有氣液分離罐。
3.根據權利要求1所述的制氧機局部加溫系統，其特徵在於:所述管道在主換熱器和氣體排放閥之間設有精 餾塔，精餾塔的下部連接在管道上。
專利摘要本實用新型公開了一種制氧機局部加溫系統，包括依次通過管道連接的空氣過濾器、空壓機、空冷塔、分子篩過濾器、主換熱器和氣體排放閥。本實用新型設計合理、結構簡單、便於製造安裝，本實用新型在國內空分行業屬於首創，打破了空分行業權威的局部加溫處理模式，利用該技術局部加溫時精餾塔等部分可快速投入使用，節約了生產成本，對制氧行業制氧機冷箱的設計、生產帶來新思路。
文檔編號F25J3/04GK203148164SQ20132016011
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月2日 優先權日2013年4月2日
發明者禹保衛, 郭衛東, 董哲, 崔付軍, 劉立軍, 李新輝 申請人:河南神馬尼龍化工有限責任公司