CN111549194A - 利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置 - Google Patents

利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置，包括空气脱湿罐体，空气脱湿罐体的腔内设置一空温式汽化器，空温式汽化器与空气脱湿罐体的内壁之间留有空气流动空间，空气脱湿罐体侧壁下部设置空气进口，所述空气进口对应空温式汽化器，空气脱湿罐体上端设置空气出口，该空气出口用于连接鼓风机进口，一冷介质输送管下游端伸入空气脱湿罐体腔内与空温式汽化器进口端接通，冷介质输送管上游端用于连接制氧厂的深冷产品输送管，空温式汽化器上端连接输出管，该输出管外伸出空气脱湿罐体用于连接输气管，使进入空气脱湿罐体腔内的空气在空温式汽化器作用下冷凝脱湿后用于高炉鼓风，并且使流经空温式汽化器的冷介质汽化后形成气体产品。

Description

利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置
技术领域
本发明涉及高炉鼓风脱湿的技术领域，特别涉及一种利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置。
背景技术
目前，长流程钢厂（以高炉炼铁为主工艺）都配套建有大型制氧厂，深冷制氧是制氧厂在零下一千度以下的低温条件下将空气分离成氧和氮的一种制造工艺，深冷制氧产品即为液氧、液氮产品。炼铁高炉鼓风脱湿是指除去高炉鼓风空气中的水分，使进入高炉炉内的空气湿度保持在高炉冶炼所要求的含湿范围内。脱湿鼓风可减少水分分解吸热对高炉的影响，有助于提高风温，进而提高喷煤比。目前，鼓风脱湿通常是以水或盐水作为制冷媒介在热交换器中循环，从而对空气进行冷却脱湿，脱湿后的高炉鼓风空气鼓入高炉中。制冷媒介水或盐水不仅需要驱动装置来驱动循环，还需要通过制冷机组来冷却降温，驱动装置及制冷机组会消耗大量的能量，增加了生产成本。而且鼓风脱湿装置的结构复杂，制造的成本也高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置，其通过在空气脱湿罐体内设置空温式汽化器，利用深冷制氧产品流经空温式汽化器对进入空气脱湿罐体腔内的空气进行冷却脱湿，并同时使流经空温式汽化器的深冷制氧产品汽化形成气体产品提供给用户，冷却脱湿后的空气用于高炉鼓风。该装置能够同时实现高炉脱湿鼓风、深冷制氧产品汽化，避免能量浪费，降低生产成本低，提高鼓风脱湿效果。
本发明的技术方案是：一种利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置，包括空气脱湿罐体，所述空气脱湿罐体的腔内设置一空温式汽化器，所述空温式汽化器与空气脱湿罐体的内壁之间留有空气流动空间，所述空气脱湿罐体侧壁的下部设置空气进口，所述空气进口对应空温式汽化器，所述空气脱湿罐体的上端设置空气出口，该空气出口用于连接鼓风机进口，一冷介质输送管的下游端伸入空气脱湿罐体腔内与空温式汽化器进口端接通，冷介质输送管的上游端用于连接制氧厂的深冷产品输送管，所述空温式汽化器的上端连接一输出管，该输出管外伸出空气脱湿罐体用于连接输气管，使进入空气脱湿罐体腔内的空气在空温式汽化器作用下冷凝脱湿后用于高炉鼓风，并且使流经空温式汽化器的冷介质汽化后形成气体产品，所述空气脱湿罐体的下端设置排水管。
所述空气脱湿罐体的空气进口、空气出口均设有温度传感器、湿度传感器。
所述空气脱湿罐体的空气进口、空气出口均设有空气流量计。
所述空气脱湿罐体的空气进口设有过滤器。
所述冷介质输送管的上游端设置一液氧泵，经液氧泵连接深冷产品输送管。
所述冷介质输送管设置一流量调节阀。
所述空气进口对应空温式汽化器下半部。
所述空温式汽化器固定在空气脱湿罐体腔内设置支架上，使空温式汽化器与空气脱湿罐体的腔底之间留有积水空间。
所述空气脱湿罐体下端的排水管用于连接蓄水池。
采用上述技术方案：包括空气脱湿罐体，所述空气脱湿罐体的腔内设置一空温式汽化器，所述空温式汽化器与空气脱湿罐体的内壁之间留有空气流动空间，所述空气脱湿罐体侧壁的下部设置空气进口，所述空气进口对应空温式汽化器，所述空气脱湿罐体的上端设置空气出口，该空气出口用于连接鼓风机进口，一冷介质输送管的下游端伸入空气脱湿罐体腔内与空温式汽化器进口端接通，冷介质输送管的上游端用于连接制氧厂的深冷产品输送管，所述空温式汽化器的上端连接一输出管，该输出管外伸出空气脱湿罐体用于连接输气管，使进入空气脱湿罐体腔内的空气在空温式汽化器作用下冷凝脱湿后用于高炉鼓风，并且使流经空温式汽化器的冷介质汽化后形成气体产品，所述空气脱湿罐体的下端设置排水管。使用时，在鼓风机的负压作用下，空气从空气进口被抽进空气脱湿罐体的腔内。与空温式汽化器进口端连接的冷介质输送管连接制氧厂的深冷产品输送管，深冷产品为深冷制氧工艺冷冻分离出来的液氮及液氧产品，液氮、液氧深冷产品作为冷却介质的冷量巨大。液氮或液氧深冷产品经冷介质输送管流经空温式汽化器的换热管，换热管会散发大量的冷量至空气脱湿罐体腔内。因此空气脱湿罐体腔内有限空间中流通的空气被迅速降温，空气中的水分冷凝析出形成冷凝水，最终冷凝水下落经空气脱湿罐体下端的排水管排出。析出冷凝水后的空气可达到设定的含湿量，在鼓风机的作用下满足含湿量的空气从空气脱湿罐体上端的空气出口输出，即完成鼓风脱湿，脱湿后的鼓风被鼓风机输送至高炉中。液氮、液氧深冷产品的冷量大，能够提高鼓风脱湿效果，空气脱湿的效率极高。而且，空温式汽化器中流过的液氮或液氧不再需要制冷装置制冷就可源源不断的提供冷介质。由此可大大简化鼓风脱湿装置的结构，降低了制造及生产成本，脱湿鼓风消耗的能量也少，节约了能源。脱湿的过程中，空气降温的同时，液氮、液氧深冷产品在空温式汽化器的作用下汽化，形成汽化后的氧气或氮气产品，从空温式汽化器上端连接的输出管通过输气管供往用户，或者储存在储罐中，作为产品使用、销售，同时实现高炉脱湿鼓风、深冷制氧产品汽化，避免能量浪费，使能量得到了充分利用。此外，因制氧厂输送的液氧、液氮，以及经气化后的氧气、氮气均属于带压介质，管道输送阻损又很低，所以冷介质的输送不须增加额外的输送动力，节能效果显著。
所述空气脱湿罐体的空气进口、空气出口均设有温度传感器、湿度传感器。温度传感器、湿度传感器可检测进入及输出空气脱湿罐体的空气温度、湿度，更有利于对空气脱湿的控制，可避免脱湿不充分的情况。
所述空气脱湿罐体的空气进口、空气出口均设有空气流量计。通过空气流量计的监测，可使经过空气脱湿罐体的空气速度及鼓入高炉中的空气量得到有效控制，空气流量的大小可通过鼓风机调节。
所述空气脱湿罐体的空气进口设有过滤器，过滤器能够去除空气中的杂质，可避免杂质被鼓入高炉中影响生产，空气脱湿罐体下端的排水管也不易堵塞。
所述冷介质输送管的上游端设置一液氧泵，经液氧泵连接深冷产品输送管，液氧泵可在工作初期作为动力源将制氧厂的深冷产品输送至空气脱湿罐体腔内的空温式汽化器中。
所述冷介质输送管设置一流量调节阀，流量调节阀可控制液氧或液氮冷介质的流速，可使空气脱湿罐体腔内空气脱湿所需的冷量与液氧或液氮汽化所需的热量得到匹配，使能源的利用率达到最优化。
所述空气进口对应空温式汽化器下半部，使得流经空气脱湿罐体腔内的空气在脱湿过程中能够与空温式汽化器充分接触，提高空气的脱湿效果。
所述空温式汽化器固定在空气脱湿罐体腔内设置支架上，使空温式汽化器与空气脱湿罐体的腔底之间留有积水空间。支架用于支承固定空温式汽化器，便于空温式汽化器在空气脱湿罐体腔内的安装。空气脱湿罐体的积水空间可集聚腔内冷凝下落的冷凝水，更有利于冷凝水的排出。
所述空气脱湿罐体下端的排水管用于连接蓄水池，蓄水池对冷凝水进行收集，可实现冷凝水的回收利用。
本利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置的结构简单，制造及使用成本低，鼓风脱湿的效果及控制好。其通过在空气脱湿罐体内设置空温式汽化器，利用深冷制氧产品流经空温式汽化器对进入空气脱湿罐体腔内的空气进行冷却脱湿，并同时使流经空温式汽化器的深冷制氧产品汽化形成气体产品提供给用户，冷却脱湿后的空气用于高炉鼓风。该装置能够同时实现高炉脱湿鼓风、深冷制氧产品汽化，避免能量浪费，降低生产成本低，提高鼓风脱湿效果。
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，一种利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置，包括空气脱湿罐体1，所述空气脱湿罐体1的腔内设置一空温式汽化器2。空温式汽化器2设有翅片换热管，翅片换热管固定在空温式汽化器2的机架上，翅片换热管一端与空温式汽化器2的进液管连接，另一端连接空温式汽化器2的出气管。所述空温式汽化器2固定在空气脱湿罐体1腔内设置支架1-3上，使空温式汽化器2与空气脱湿罐体1的腔底之间留有积水空间1-4。支架1-3用于支承固定空温式汽化器2，便于空温式汽化器2在空气脱湿罐体1腔内的安装，空气脱湿罐体1的积水空间1-4可集聚腔内冷凝下落的冷凝水，更有利于冷凝水的排出。所述空温式汽化器2与空气脱湿罐体1的内壁之间留有空气流动空间，所述空气脱湿罐体1侧壁的下部设置空气进口1-1，所述空气进口1-1对应空温式汽化器2的下半部，使得流经空气脱湿罐体1腔内的空气与空温式汽化器2充分接触，提高空气的冷却效果。所述空气脱湿罐体1的空气进口1-1设有过滤器4，过滤器4能够去除空气中的杂质，可避免杂质被鼓入高炉中影响生产，空气脱湿罐体1下端的排水管也不易堵塞。所述空气脱湿罐体1的上端设置空气出口1-2，该空气出口1-2用于连接鼓风机进口。所述空气脱湿罐体1的空气进口1-1与空气出口1-2均设有温度传感器8、湿度传感器13及空气流量计7。温度传感器8、湿度传感器13可检测进入及输出空气脱湿罐体1的空气温度、湿度，更有利于对空气脱湿的控制，可避免脱湿不充分的情况。通过空气流量计7的监测，可使经过空气脱湿罐体1的空气速度及鼓入高炉中的空气量得到有效控制，空气流量的大小可通过鼓风机调节。一冷介质输送管5的下游端伸入空气脱湿罐体1腔内与空温式汽化器2进液管上游的进口端接通。所述冷介质输送管5的上游端设置一液氧泵11，经液氧泵11连接制氧厂的深冷产品输送管。液氧泵11可在工作初期作为动力源将制氧厂的深冷产品输送至空气脱湿罐体1腔内的空温式汽化器2中。且所述冷介质输送管5设有一流量调节阀3，流量调节阀3可控制液氧或液氮冷介质的流速，可使空气脱湿罐体1腔内空气脱湿所需的冷量与液氧或液氮汽化所需的热量得到匹配，使能源的利用率达到最优化。所述空温式汽化器2上端的出气管下游出口端连接一输出管12，该输出管12外伸出空气脱湿罐体1用于连接输气管，使进入空气脱湿罐体1腔内的空气在空温式汽化器2作用下冷凝脱湿后用于高炉鼓风，并且使流经空温式汽化器2的冷介质汽化后形成气体产品。所述空气脱湿罐体1的下端设置排水管10，该排水管10用于连接蓄水池6，蓄水池6对冷凝水进行收集，可实现冷凝水的回收利用。
使用时，在鼓风机的负压作用下，空气从空气进口1-1被抽进空气脱湿罐体1的腔内，空气脱湿罐体1的腔内形成了一个有限的空气环境，空气脱湿罐体1可由钢材制作而成。与空温式汽化器2进口端连接的冷介质输送管5连接制氧厂的深冷产品输送管9，深冷产品为深冷制氧工艺冷冻分离出来的液氮及液氧产品，液氮、液氧深冷产品作为冷却介质的冷量巨大。液氮或液氧深冷产品经冷介质输送管5流经空温式汽化器2的翅片换热管，翅片换热管会散发大量的冷量至空气脱湿罐体1腔内。因此空气脱湿罐体1腔内有限空间中流通的空气被迅速降温，空气中的水分冷凝析出形成冷凝水，最终冷凝水下落经空气脱湿罐体1下端的排水管排出。在空气流量计7、温度传感器8、湿度传感器13的监测下，通过对鼓风机及流量调节阀3的调节，使得析出冷凝水后的空气可达到设定的含湿量，析出冷凝水后的空气可达到设定的含湿量。在鼓风机的作用下满足含湿量的空气从空气脱湿罐体1上端的空气出口输出，即完成鼓风脱湿，脱湿后的鼓风被鼓风机输送至高炉中。液氮、液氧深冷产品的冷量大，能够提高鼓风脱湿效果，空气脱湿的效率极高。而且，空温式汽化器2中流过的液氮或液氧不再需要制冷装置制冷就可源源不断的提供冷介质。由此可大大简化鼓风脱湿装置的结构，降低了制造及生产成本，脱湿鼓风消耗的能量也少，节约了能源。脱湿的过程中，空气降温的同时，液氮、液氧深冷产品在空温式汽化器2的作用下汽化，形成汽化后的氧气或氮气产品，从空温式汽化器2上端连接的输出管12通过输气管供往用户，或者储存在储罐中，作为产品使用、销售。同时实现高炉鼓风脱湿、深冷制氧产品汽化，使得液氧或液氮深冷制氧产品的冷量得到了充分利用，鼓风的热能也被用于汽化深冷制氧产品，避免能量浪费，使得能量得到了充分利用。此外，因制氧厂输送的液氧、液氮，以及经气化后的氧气、氮气均属于带压介质，因为管道输送阻损又很低，所以冷介质的输送不须增加额外的输送动力，节能效果显著。

Claims (9)

1.一种利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置，其特征在于：包括空气脱湿罐体（1），所述空气脱湿罐体（1）的腔内设置一空温式汽化器（2），所述空温式汽化器（2）与空气脱湿罐体（1）的内壁之间留有空气流动空间，所述空气脱湿罐体（1）侧壁的下部设置空气进口（1-1），所述空气进口（1-1）对应空温式汽化器（2），所述空气脱湿罐体（1）的上端设置空气出口（1-2），该空气出口（1-2）用于连接鼓风机进口，一冷介质输送管（5）的下游端伸入空气脱湿罐体（1）腔内与空温式汽化器（2）进口端接通，冷介质输送管（5）的上游端用于连接制氧厂的深冷产品输送管，所述空温式汽化器（2）的上端连接一输出管（12），该输出管（12）外伸出空气脱湿罐体（1）用于连接输气管，使进入空气脱湿罐体（1）腔内的空气在空温式汽化器（2）作用下冷凝脱湿后用于高炉鼓风，并且使流经空温式汽化器（2）的冷介质汽化后形成气体产品，所述空气脱湿罐体（1）的下端设置排水管（10）。
2.根据权利要求1所述的利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置，其特征在于：所述空气脱湿罐体（1）的空气进口（1-1）、空气出口（1-2）均设有温度传感器（8）、湿度传感器（13）。
3.根据权利要求1所述的利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置，其特征在于：所述空气脱湿罐体（1）的空气进口（1-1）、空气出口（1-2）均设有空气流量计（7）。
4.根据权利要求1所述的利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置，其特征在于：所述空气脱湿罐体（1）的空气进口（1-1）设有过滤器（4）。
5.根据权利要求1所述的利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置，其特征在于：所述冷介质输送管（5）的上游端设置一液氧泵（11），经液氧泵（11）连接深冷产品输送管。
6.根据权利要求1所述的利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置，其特征在于：所述冷介质输送管（5）设置一流量调节阀（3）。
7.根据权利要求1所述的利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置，其特征在于：所述空气进口（1-1）对应空温式汽化器（2）下半部。
8.根据权利要求1所述的利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置，其特征在于：所述空温式汽化器（2）固定在空气脱湿罐体（1）腔内设置支架（1-3）上，使空温式汽化器（2）与空气脱湿罐体（1）的腔底之间留有积水空间（1-4）。
9.根据权利要求1所述的利用深冷制氧产品的高炉鼓风脱湿装置，其特征在于：所述空气脱湿罐体（1）下端的排水管用于连接蓄水池（6）。
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