CN110715506A - 一种制氧用压缩预冷装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种制氧用压缩预冷装置及其工作方法，该压缩预冷装置包括预冷装置、进气风机、换热器、气体压缩装置、制冷装置与蒸发器；压缩预冷装置在工作时，对压缩前空气经过一至二次预冷，从而降低压缩前空气的温度，再对压缩后空气进行一至二次冷却，从而大大降低了换热器的负荷，同时，通过对压缩前空气进行预冷，能够使空气中的大量水分冷凝，从而降低压缩前空气的含水量，进而降低空气中的水分对空气压缩机中润滑油的影响，提升空气压缩机中润滑油的使用效果与使用寿命，同时充分利用冷凝水的低温，提升能源的利用效率。

Description

一种制氧用压缩预冷装置及其工作方法
技术领域
本发明属于制氧技术领域，具体的，涉及一种制氧用压缩预冷装置及其工作方法。
背景技术
在制氧过程中，压缩后的空气通过预冷、纯化去杂质后进入分馏塔进行分馏，从而得到多种高浓度气体，其中空气在压缩后，其温度能够达到40摄氏度以上，因此需要经过冷却降温才能够进行后续步骤，一般需要将压缩空气降温至10摄氏度以下，由于温差较大，对于冷却装置来说负荷较大，会消耗大量的能量；
同时，现有技术中在对空气进行压缩处理时，当气压提升后，露点降低，压缩空气中会有大量水分析出，因此会导致空气压缩机在工作时，大量水分使空气压缩机的润滑油乳化，不及时处理还会导致润滑油使用寿命与使用效果下降，同时大量水分如果不及时进行分离处理而进入后续步骤，还会浪费大量的能源,并提升了油水分离的工作量，因此需要一种节约能源，降低氧气生产中冷却装置的工作符合，并能够提升空气压缩机中润滑油的使用寿命的空气压缩预冷装置，为了解决这一问题，本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制氧用压缩预冷装置及其工作方法。
本发明需要解决的技术问题为：
1、在现有技术中，是通过空气压缩机对空气进行压缩后，再将对压缩空气进行降温，但是由于压缩后空气的温度会上升至40摄氏度以上，而制氧工艺所需压缩空气的温度为10摄氏度以下，温差较大，这就导致冷却压缩空气的冷却装置的负荷较大，且冷却成本较高；
2、在制氧工艺中，空气压缩机是最重要的装置之一，但是空气压缩机在工作时，由于压力增大，空气中的水会液化，大量液化的水会与空气压缩机中的润滑油混合，导致润滑油乳化，降低了润滑油的使用寿命与使用效果。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种制氧用压缩预冷装置，包括预冷装置、进气风机、换热器、气体压缩装置、制冷装置与蒸发器；
所述预冷装置上设置有冷却液进液口与冷却液出液口，冷却液进液口与冷却液出液口通过管道分别连接制冷装置的冷却液出口与冷却液进口，预冷装置的上部设置有一次预冷空气入口，一次预冷空气入口通过管道连接进气风机，进气风机与一次预冷空气入口之间的管道上设置有第一阀门，预冷装置的下部设置有二次预冷空气出口，预冷装置的底部设置有冷凝水出口，其中二次预冷空气出口通过第一输送管连接空气压缩机，冷凝水出口通过第二输送管连接换热器；
所述换热器通过底座固定安装在工作平台上，换热器设置有冷凝水入口、冷凝水出口、空气入口与一次预冷空气出口，冷凝水入口连接第二输送管，第二输送管上设置有第二阀门，冷凝水出口通过第三输送管连接空气压缩机的换热管入口，第三输送管上设置有第三阀门；
所述空气入口与一次预冷空气出口接通，一次预冷空气出口通过管道连接进气风机，进气风机工作时将空气由空气入口抽入并传输至预冷装置；
空气压缩机通过第四输送管连接有油气分离器，油气分离器通过管路与蒸发器的换热流体入口连接，蒸发器的冷却液入口通过管道与制冷装置的冷却液出口连接，蒸发器的冷却液出口通过管道与制冷装置的冷却液进口连接。
作为本发明的进一步方案，所述第二输送管上设置有过滤装置，过滤装置用于除去冷凝水中的不溶性杂物。
作为本发明的进一步方案，所述空气入口连接有空气过滤装置，空气过滤装置用于除去进入预冷装置的空气中的粉尘与絮状物。
作为本发明的进一步方案，所述空气压缩机上设置有换热管出口，换热管入口与换热管出口之间的换热管设置在空气压缩机的压缩空气出口管路上。
一种制氧用压缩预冷装置的工作方法，包括如下步骤：
开启进气风机与制冷装置，通过预冷装置对空气进行换热冷却，冷却空气中的部分水分冷凝后形成冷凝水聚集在预冷装置的底部，降温后的空气沿第一输送管输送至空气压缩机；
当预冷装置的底部积余预设量的冷凝水时，通过泵将冷凝水沿第二输送管传输进入换热器，换热器以冷凝水作为冷却液，对空气进行冷却降温，打开第三阀门，经换热器换热后的冷凝水再经第三输送管传输进入空气压缩机；
空气压缩机中压缩的压缩空气与冷凝水进行换热，换热后温度上升的冷凝水排出，换热后的压缩空气经管道传输进入蒸发器进行降温，在蒸发器中降温至5-10摄氏度的压缩空气排出蒸发器进入制氧工艺的后续步骤。
本发明的有益效果：
本发明所述压缩预冷装置在工作时，首先开启进气风机与制冷装置，通过进入预冷装置中的冷却液对空气进行换热冷却，冷却空气中的部分水分冷凝后形成冷凝水聚集在预冷装置的底部，降温后的空气沿第一输送管输送至空气压缩机，这一过程能够降低空气中的水含量，同时对待压缩处理的空气进行降温，从而降低空气压缩机中加压后的压缩空气的温度，而当预冷装置内的冷凝水达到预设量时，开始以低温的冷凝水作为冷却液，将冷凝水传输进入换热器，而换热器是空气的进入点，通过换热器对进入预冷装置的空气进行降温冷却，能够降低预冷装置的负荷，并提升能量的使用效率，由于空气的换热效率较低，经换热后的换热器仍然具有较低的温度，因此将冷凝水再传输进入空气压缩机的压缩空气出口处，直接与压缩空气进行换热，换热后的压缩空气最后再进入蒸发器进行冷却降温；本发明对压缩前空气经过一至二次预冷，从而降低压缩前空气的温度，再对压缩后空气进行一至二次冷却，从而大大降低了换热器的负荷，同时，通过对压缩前空气进行预冷，能够使空气中的大量水分冷凝，从而降低压缩前空气的含水量，进而降低空气中的水分对空气压缩机中润滑油的影响，提升空气压缩机中润滑油的使用效果与使用寿命，同时充分利用冷凝水的低温，提升能源的利用效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1为压缩预冷装置的结构示意图；
图2为换热器的结构示意图；
图3为预冷装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种制氧用压缩预冷装置，如图1所示，包括预冷装置1、进气风机2、换热器3、气体压缩装置4、制冷装置5与蒸发器8；
如图3所示，所述预冷装置1为换热器，预冷装置1上设置有冷却液进液口11与冷却液出液口12，冷却液进液口11与冷却液出液口6通过管道分别连接制冷装置5的冷却液出口与冷却液进口，制冷装置5用于对冷却液进行降温，预冷装置1的上部设置有一次预冷空气入口13，一次预冷空气入口13通过管道连接进气风机2，进气风机2与一次预冷空气入口13之间的管道上设置有第一阀门21，预冷装置1的下部设置有二次预冷空气出口14，预冷装置1的底部设置有冷凝水出口15，其中二次预冷空气出口14通过第一输送管74连接空气压缩机4，冷凝水出口15通过第二输送管72连接换热器3；
如图2所示，所述换热器3通过底座36固定安装在工作平台6上，换热器3设置有冷凝水入口35、冷凝水出口33、空气入口32与一次预冷空气出口31，冷凝水入口35连接第二输送管72，第二输送管72上设置有第二阀门35，冷凝水出口33通过第三输送管71连接空气压缩机4的换热管入口76，第三输送管71上设置有第三阀门73，第三输送管71上还设置有流量计，用于检测经过第三输送管的冷凝水的流量；
作为本发明的进一步方案，所述第二输送管72上设置有过滤装置，由于在对空气进行冷凝的过程中，空气中的粉尘、絮状物等不溶于与水的物质会大量被冷凝水带走，因此通过设置过滤装置能够除去冷凝水中的不溶性杂物，保证管路的流畅运行；
所述空气入口32与一次预冷空气出口31接通，一次预冷空气出口31通过管道连接进气风机2，进气风机2工作时产生的负压将空气由空气入口32抽入并传输至预冷装置1进行冷却降温；
作为本发明的进一步方案，所述空气入口32连接有空气过滤装置，以除去进入本发明所述压缩预冷装置的空气中的粉尘与絮状物；
所述空气压缩机4上还设置有换热管出口75，换热管入口76与换热管出口75之间的换热管设置在空气压缩机4的压缩空气出口管路上，用于对压缩空气进行预冷，在空气压缩机4中换热后的冷凝水经换热管出口75排出，空气压缩机4通过第四输送管41连接有油气分离器，油气分离器通过管路与蒸发器8的换热流体入口连接，蒸发器8的冷却液入口通过管道与制冷装置的冷却液出口连接，蒸发器8的冷却液出口通过管道与制冷装置的冷却液进口连接；
一种制氧用压缩预冷装置的工作方法,包括如下步骤：
开启进气风机2与制冷装置5，通过预冷装置1对空气进行换热冷却，冷却空气中的部分水分冷凝后形成冷凝水聚集在预冷装置1的底部，降温后的空气沿第一输送管74输送至空气压缩机4；
当预冷装置1的底部积余预设量的冷凝水时，通过泵将冷凝水沿第二输送管72传输进入换热器3，换热器3以冷凝水作为冷却液，对空气进行冷却降温，由于冷凝水与空气之间的换热效率较低，经换热器3换热的冷凝水温度仍然较低，因此打开第三阀门73，经换热器3换热后的冷凝水再经第三输送管71传输进入空气压缩机4；
空气压缩机4中压缩的压缩空气与冷凝水进行换热，换热后温度上升的冷凝水排出，换热后的压缩空气经管道传输进入蒸发器8进行降温，在蒸发器中降温至5-10摄氏度的压缩空气排出蒸发器进入制氧工艺的后续步骤。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种制氧用压缩预冷装置，其特征在于，包括预冷装置(1)、进气风机(2)、换热器(3)、气体压缩装置(4)、制冷装置(5)与蒸发器(8)；
所述预冷装置(1)上设置有冷却液进液口(11)与冷却液出液口(12)，冷却液进液口(11)与冷却液出液口(6)通过管道分别连接制冷装置(5)的冷却液出口与冷却液进口，预冷装置(1)的上部设置有一次预冷空气入口(13)，一次预冷空气入口(13)通过管道连接进气风机(2)，进气风机(2)与一次预冷空气入口(13)之间的管道上设置有第一阀门(21)，预冷装置(1)的下部设置有二次预冷空气出口(14)，预冷装置(1)的底部设置有冷凝水出口(15)，其中二次预冷空气出口(14)通过第一输送管(74)连接空气压缩机(4)，冷凝水出口(15)通过第二输送管(72)连接换热器(3)；
所述换热器(3)通过底座(36)固定安装在工作平台(6)上，换热器(3)设置有冷凝水入口(35)、冷凝水出口(33)、空气入口(32)与一次预冷空气出口(31)，冷凝水入口(35)连接第二输送管(72)，第二输送管(72)上设置有第二阀门(35)，冷凝水出口(33)通过第三输送管(71)连接空气压缩机(4)的换热管入口(76)，第三输送管(71)上设置有第三阀门(73)；
所述空气入口(32)与一次预冷空气出口(31)接通，一次预冷空气出口(31)通过管道连接进气风机(2)，进气风机(2)工作时将空气由空气入口(32)抽入并传输至预冷装置(1)；
空气压缩机(4)通过第四输送管(41)连接有油气分离器，油气分离器通过管路与蒸发器(8)的换热流体入口连接，蒸发器(8)的冷却液入口通过管道与制冷装置的冷却液出口连接，蒸发器(8)的冷却液出口通过管道与制冷装置的冷却液进口连接。
2.根据权利要求1所述的一种制氧用压缩预冷装置，其特征在于，所述第二输送管(72)上设置有过滤装置，过滤装置用于除去冷凝水中的不溶性杂物。
3.根据权利要求1所述的一种制氧用压缩预冷装置，其特征在于，所述空气入口(32)连接有空气过滤装置，空气过滤装置用于除去进入预冷装置(1)的空气中的粉尘与絮状物。
4.根据权利要求1所述的一种制氧用压缩预冷装置，其特征在于，所述空气压缩机(4)上设置有换热管出口(75)，换热管入口(76)与换热管出口(75)之间的换热管设置在空气压缩机(4)的压缩空气出口管路上。
5.一种制氧用压缩预冷装置的工作方法,其特征在于，包括如下步骤：
开启进气风机(2)与制冷装置(5)，通过预冷装置(1)对空气进行换热冷却，冷却空气中的部分水分冷凝后形成冷凝水聚集在预冷装置(1)的底部，降温后的空气沿第一输送管(74)输送至空气压缩机(4)；
当预冷装置(1)的底部积余预设量的冷凝水时，通过泵将冷凝水沿第二输送管(72)传输进入换热器(3)，换热器(3)以冷凝水作为冷却液，对空气进行冷却降温，打开第三阀门(73)，经换热器(3)换热后的冷凝水再经第三输送管(71)传输进入空气压缩机(4)；
空气压缩机(4)中压缩的压缩空气与冷凝水进行换热，换热后温度上升的冷凝水排出，换热后的压缩空气经管道传输进入蒸发器(8)进行降温，在蒸发器中降温至5-10摄氏度的压缩空气排出蒸发器进入制氧工艺的后续步骤。
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