專利名稱：變壓吸附制氧裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及制氧裝置，尤其涉及用于高爐富氧鼓風(fēng)的變壓吸附制氧裝置。
背景技術(shù)：
目前在冶金工業(yè)中，高爐的富氧鼓風(fēng)都是采用深冷空氣分離裝置制取所需氧氣，其氧氣純度高，達(dá)99.9％，其缺點(diǎn)是裝置復(fù)雜，投資規(guī)模大，能耗高，(三)實(shí)用新型內(nèi)容為改進(jìn)上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種變壓吸附制氧裝置，其結(jié)構(gòu)比上述裝置簡(jiǎn)單，投資規(guī)模大為減小，吸附效率高，能耗低。
其技術(shù)方案如下其包括順序連接的空氣壓縮機(jī)、氣水分離器、吸附罐、貯氧罐以及緩沖罐，在空氣壓縮機(jī)及氣水分離器之間裝置有冷卻原料空氣的板翅式換熱器，原料空氣通道為板翅式換熱器的散熱通道，板翅式換熱器的吸熱通道至少由壓縮式致冷裝置的蒸發(fā)器構(gòu)成。例如板翅式換熱器的吸熱通道還包括再生氧氣的吸熱通道。進(jìn)一步，所述板翅式換熱器的吸熱通道還包括冷卻水吸熱通道。冷卻水吸熱通道位于所述壓縮式制冷裝置中的冷卻水通道后方，兩者串聯(lián)連接。上述氣水分離器包括外筒體及支撐其內(nèi)的內(nèi)筒體；外筒體下端與排水通道連接，上端密封裝置帶有空氣進(jìn)口管道的法蘭蓋，外筒體壁裝置空氣出口法蘭管道；內(nèi)筒體上端封閉，筒體內(nèi)裝置絲網(wǎng)，筒體上部與所述空氣出口法蘭管道相通連接。
本實(shí)用新型用于高爐富氧鼓風(fēng)時(shí)，在空氣壓縮機(jī)及氣水分離裝置之間裝置有上述結(jié)構(gòu)的板翅式換熱器，可以使經(jīng)壓縮的溫度在120℃左右的原料空氣經(jīng)三級(jí)冷卻先與壓縮致冷裝置排出的冷卻水(約38℃)以及輸出的再生氧氣(溫度為10℃左右)進(jìn)行熱交換，使冷卻水溫度升至約95℃再排放，氧氣溫度可預(yù)熱至約50℃，原料空氣預(yù)冷至約10～15℃。如此一方面充分回收利用壓縮致冷裝置排出冷卻水及再生氧氣的剩余冷量，使鼓風(fēng)輸至高爐的氧氣預(yù)熱，使經(jīng)壓縮的高溫原料空氣經(jīng)蒸發(fā)器冷卻之前預(yù)冷，如此使能源得到最充分而科學(xué)合理的利用，能耗大為降低。本實(shí)用新型最后采用壓縮式制冷裝置對(duì)原料空氣進(jìn)行深冷，冷卻效率高，對(duì)原料空氣脫水效果好，氣水分離裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分離效率高，如此有效提高吸附罐分子篩對(duì)吸附氣體的吸附效率。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資規(guī)模較小。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中板翅式換熱器的正視圖；圖3為本實(shí)用新型中板翅式換熱器的右視圖，圖中局部剖示；圖4為本實(shí)用新型中氣水分離裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
見圖1，原料空氣入口5通過管道按順序連接壓縮機(jī)25、板翅式換熱器1、氣水分離器2，氣水分離器2通過管道及切換閥13中的閥d或閥g分別與吸附罐18及15的第一端連接，兩吸附罐18及15的第二端通過管道及切換閥16中的閥i或閥k及閥h或閥j分別與貯氧罐17及板翅式換熱器1的再生氧氣吸熱通道21連接，所述氧氣吸熱通道21的出口端分別通過管道與緩沖罐19及氧氣出口24連接。見圖1，吸附罐18及15所述第一端分別通過管通及切換閥13中的閥c或閥f以及閥e與氮?dú)獬隹?4連接。
圖1中22為板翅式換熱器1中經(jīng)壓縮的原料空氣的換熱通道，20為壓縮式致冷裝置中的蒸發(fā)器，3為壓縮機(jī)，4為冷凝器，9為膨脹閥，所述圖1中的壓縮式制冷裝置采用已有技術(shù)連接及制作。從氣水分離器2分離出的水可以分別從閥b或從閥a、疏水器10經(jīng)排水口12排入接水盤11。
圖1中冷卻水通道8的后方裝置冷卻水通道23，兩者串聯(lián)連接。7及6分別為冷卻水的進(jìn)口及出口。冷卻水通道8用于冷卻冷凝器4，冷卻水通道23用于預(yù)冷卻從壓縮機(jī)25輸出的原料空氣。
圖1中吸附罐18及15中置有分子篩，原料空氣從第一端流經(jīng)吸附罐，分子篩吸附原料空氣中的氮?dú)?，從吸附罐第二端輸出再生氧氣。吸附?8及15交替工作，一只罐吸附氮?dú)鈺r(shí)，另一只罐解吸附氮?dú)?。見圖1，壓縮機(jī)25輸出的壓縮空氣通過分支管道以及切換閥16中的閥i或閥k進(jìn)入吸附罐18或15，對(duì)分子篩中的氮?dú)膺M(jìn)行解吸附。
從圖1可見，壓縮機(jī)25輸出的溫度120℃左右的原料空氣經(jīng)冷卻水通道、再生氧氣通道以及蒸發(fā)器致冷劑通道三級(jí)構(gòu)成的板翅式換熱器的冷卻，出口端溫度約5℃左右。見圖2，圖中26及30分別表示經(jīng)壓縮的原料空氣A的入口及出口，27及33表示冷卻水W的入口及出口，32、28表示再生氧氣的入口及出口，29、31表示蒸發(fā)器致冷劑R的入口及出口。見圖2、圖3，換熱器外有殼體，其為上下端具有圓弧面的長(zhǎng)方體。圖3中35為原料空氣散熱通道，原料空氣的流動(dòng)方向如圖3中虛線39所示；36及38分別表示冷卻水吸熱通道及蒸發(fā)器致冷劑吸熱通道，其流通方向分別為從垂直于紙面方向住外流；37為再生氧氣吸熱通道，垂直于紙面方向往內(nèi)流。原料空氣散熱通道與各吸熱通道相間排列。各通道中鋸齒狀線條表示翅片，各吸熱通道兩端有封頭34，各不同吸熱通道借助封頭隔開。各通道及翅片用鋁材采用已有技術(shù)制作。
見圖4，圖中心區(qū)剖示，氣水分離器2包括外筒體41及支撐其內(nèi)的內(nèi)筒體42，43為支撐條，外筒體下端與排水法蘭45連接，上端密封裝置帶有空氣進(jìn)口管道40的法蘭蓋46，外筒體壁焊接裝置空氣出口法蘭管道47。內(nèi)筒體42上端封閉，筒體42內(nèi)裝置不銹鋼絲網(wǎng)44，內(nèi)筒體42的上部與所述空氣出口法蘭管道47相通及焊接連接。經(jīng)圖1熱交換器1冷卻的原料空氣A經(jīng)管道及圖4中的法蘭蓋46的空氣進(jìn)口管道40，進(jìn)入外筒體41內(nèi)，經(jīng)過外筒體41與內(nèi)筒體42之間的通道，從下部進(jìn)入內(nèi)筒體42及不銹鋼絲網(wǎng)44，經(jīng)冷卻的原料空氣中的水汽在不銹鋼絲網(wǎng)44中凝結(jié)成水珠往下落，經(jīng)排水法蘭45排出。經(jīng)脫水的原料空氣A從內(nèi)筒體上部經(jīng)空氣出口法蘭管道47排出，如此完成氣與水的分離。
權(quán)利要求1.變壓吸附制氧裝置，包括順序連接的空氣壓縮機(jī)、氣水分離器、吸附罐、貯氧罐以及緩沖罐，其特征在于在空氣壓縮機(jī)及氣水分離器之間裝置有冷卻原料空氣的板翅式換熱器，原料空氣通道為板翅式換熱器的散熱通道，板翅式換熱器的吸熱通道至少由壓縮式致冷裝置的蒸發(fā)器構(gòu)成。
2.按權(quán)利要求1所說變壓吸附制氧裝置，其特征在于所述板翅式換熱器的吸熱通道還包括再生氧氣的吸熱通道。
3.按權(quán)利要求1或2所述變壓吸附制氧裝置，其特征在于所述板翅式換熱器的吸熱通道還包括冷卻水吸熱通道。
4.按權(quán)利要求3所述變壓吸附制氧裝置，其特征在于所述冷卻水吸熱通道位于所述壓縮式制冷裝置中的冷卻水通道后方，兩者串聯(lián)連接。
5.按權(quán)利要求1所述變壓吸附制氧裝置，其特征在于所述氣水分離器包括外筒體及支撐其內(nèi)的內(nèi)筒體；外筒體下端與排水通道連接，上端密封裝置帶有空氣進(jìn)口管道的法蘭蓋，外筒體壁裝置空氣出口法蘭管道；內(nèi)筒體上端封閉，筒體內(nèi)裝置絲網(wǎng)，筒體上部與所述空氣出口法蘭管道相通連接。
專利摘要變壓吸附制氧裝置，包括順序連接的空氣壓縮機(jī)、氣水分離器、吸附罐、貯氧罐以及緩沖罐，特征在于在空氣壓縮機(jī)及氣水分離器之間裝置有板翅式換熱器，所述板翅式換熱器包括冷卻水的吸熱通道、再生氣體—氧氣的吸熱通道以及壓縮式致冷裝置的蒸發(fā)器。本實(shí)用新型將壓縮式致冷裝置排出的冷卻水以及再生氧氣的剩余冷量釋放，用來預(yù)熱進(jìn)入鼓風(fēng)爐的氧氣以及預(yù)冷卻壓縮原料空氣，再用上述蒸發(fā)器深冷原料空氣使能源得到最充分合理的利用，能耗大為降低。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)壓縮原料空氣進(jìn)行三級(jí)冷卻，冷卻效率高，氣水分離效果好，吸附罐吸附效率高，投資規(guī)模小，可廣泛用于冶金高爐鼓風(fēng)等領(lǐng)域及其他適用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B01D53/047GK2780736SQ20042007982
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者張宜萬(wàn), 盧如焞 申請(qǐng)人:張宜萬(wàn), 盧如焞