CN203148164U - 制氧机局部加温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制氧机局部加温系统，包括依次通过管道连接的空气过滤器、空压机、空冷塔、分子筛过滤器、主换热器和气体排放阀。本实用新型设计合理、结构简单、便于制造安装，本实用新型在国内空分行业属于首创，打破了空分行业权威的局部加温处理模式，利用该技术局部加温时精馏塔等部分可快速投入使用，节约了生产成本，对制氧行业制氧机冷箱的设计、生产带来新思路。

Description

制氧机局部加温系统

技术领域

本实用新型属于空分技术领域，尤其涉及一种制氧机局部加温系统。

背景技术

制氧机是化工、炼钢、焦化行业一种常用设备。目前，制氧机系统工艺采用的是低温精馏分离的方法，即空气经过压缩机加压后进行净化再降温、液化、精馏从而获得氧气、氮气产品的。制氧机的核心装置精馏系统处于低温运行状态，最低温度在-196.5℃。进精馏系统的原料空气虽然经过分子筛系统对空气中的水分等进行吸附净化，空气中仍然含有少量的CO₂、H₂O、C₂H₂及其他碳氢化合物，其中CO₂、H₂O的体积含量约为1～5ppm。虽然含量很小，但是原料空气的进塔气量很大，这样精馏系统经过长期运转后（原空分设计的运行周期为一年）,这些残余的CO₂、H₂O、碳氢化合物等会在低温下变成固态形式附着、积聚在系统的换热器、精馏塔内。特别是主换热器部分是空气从常温的12℃换热到低温的-172℃的首要和主要部分，该换热器是板翅式换热器。前述空气中残余的大部分CO₂、H₂O等物最先在主换热器中集聚。积聚在主换热器中的CO₂、H₂O等物随着运行时间的增加会逐步堵塞换热器，造成换热器通道堵塞进塔气量逐渐减小到极限值后造成精馏塔工况破坏被迫停车，甚至使设备安全受到威胁,必须停车进行全面局部加温操作，才能继续运转。概而言之，主换热器的运行周期决定着制氧机系统的运行周期。以往解决主换热器堵塞的思路是整个系统停车进行大部加温处理。制氧机进行大部加温处理一般需要96小时以上，这就需要工厂需停车等待氮气、氧气供应。特别在非计划停车状态时，损失更为严重。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种制氧机局部加温系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：制氧机局部加温系统，包括依次通过管道连接的空气过滤器、空压机、空冷塔、分子筛过滤器、主换热器和气体排放阀。

所述管道在分子筛过滤器和主换热器之间设有增压机，所述管道在主换热器和气体排放阀之间设有气液分离罐。

所述管道在主换热器和气体排放阀之间设有精馏塔，精馏塔的下部连接在管道上。

采用上述技术方案，本实用新型根据制氧机运行状况，经过参数对比分析认为主换热器堵塞物质主要是CO₂，堵塞部位在主换热器下端。CO₂在0.6MPa、体积分数为 0.03%时凝固温度为-132℃，随着压力、含量降低凝固点也降低。所以，通过局部加温使主换热器空气通道温度升高到-120～-130℃时可以将内部堵塞的CO₂干冰经过局部加温阀或下塔排放阀排出从而消除主换堵塞故障，恢复空分正常工况。当系统中堵塞物质为水分时，局部加温原理是相同的。通过局部加温使主换热器空气通道温度升高到5～10℃时可以将内部堵塞的冰经过局部加温阀或下塔排放阀排出从而消除主换堵塞故障，恢复空分正常工况。同时为避免停车时间过长的巨大损失，局部加温时通过外购液氧、液氮气化保证生产正常用气。

本实用新型设计合理、结构简单、便于制造安装，本实用新型在国内空分行业属于首创，打破了空分行业权威的局部加温处理模式，利用该技术局部加温时精馏塔等部分可快速投入使用，节约了生产成本，对制氧行业制氧机冷箱的设计、生产带来新思路。

附图说明

图1是本实用新型的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的制氧机局部加温系统，包括两个加温线路，第一个加温线路包括：依次通过管道连接的空气过滤器1、空压机2、空冷塔3、分子筛过滤器4、主换热器5、精馏塔9下部和第一气体排放阀6。

第二个加温线路为：依次通过管道连接的空气过滤器1、空压机2、空冷塔3、分子筛过滤器4、增压机7、主换热器5、气液分离罐8和第二气体排放阀10。在管道的合适位置可以设有阀门，这样便于控制，并设置抽风机或送风机。

本实用新型在具体工作使用时，空气沿上述通道依次流经到各个设备后通过第一气体排放阀6和第二气体排放阀10排空即可。

本实用新型打破了空分行业处理该问题时全部停车大局部加温的模式，利用该方法停车加温时系统不用排液，保持冷开车状态，在空气主换热器局部加温完毕后可快速投入使用，可节约局部加温及重新开车时间约65～75小时。以及在重新开车过程中利用液体槽车向蒸馏塔9内反充液氧，节约开车时间约10～15小时且保证冷箱系统的安全。

本实用新型主要创新点在以下几个方面：

1、该局部加温技术属国内首创，打破了空分行业处理主换热器5堵塞问题时全部停车大局部加温3～4天的模式，利用本实用新型局部加温时精馏塔9等部分不用排液局部加温，保持冷开车状态，在主换热器5局部加温完毕后可快速投入使用。

2、在重新开车过程中利用液体槽车向精馏塔9内反充液氧，节约开车时间及保证冷箱系统安全。

3、局部加温过程中为保证主冷液位的安全要求，一方面控制塔内压力在设备承压设计值以下0.05MPa左右,一方面利用现有贮槽反充液氧或液氮保持精馏塔9内冷量的大量消耗。

4、重新开车过程中，精馏塔9操作采用通过氮侧启动近路和不凝气排放以及JL-102阀同步强制预冷方法，可加快系统开车时间。

5、本实用新型对于制氧机出现空气冷却系统故障造成进塔气体杂质含量超高造成的换热器堵塞故障，是一种行之有效的操作方法，大大提高了系统抗风险能力。

本实用新型产生的直接经济效益计算的依据是该方法节约制氧机停车大局部加温处理的时间需要外购的液体氧氮产品的市场价格和采用该方法后系统恢复生产多产氧气、氮气以及副产液氧产品的价值。

1、局部加温后，制氧机副产液体氧、氮每天约6吨，按市场价格650元/ 吨，每年生产330天（8000小时计）计算，则年直接经济效益为：

6×650×330=128.7（万元）。

2、局部加温后，制氧机多产氧气约1000m³/h，按内部核算新成本价0.45元/ m³计算，制氧机多产氮气约3000m³/h，按内部核算新成本价0.42元/ m³，每年生产330天（8000小时计）计算，则年直接经济效益为：

1000×0.45×8000+2000×0.42×8000=1032.0（万元）。

3、利用该方法可节约开车外购用气成本为：按用氧量1800m³/h计算，小时需外购液氧3m³；按用氮量2500m³/h计算，小时需外购液氮4m³，局部加温按节约80小时计算，则创造效益为：

4×650×80＋3×650×80=36.4（万元/年.次）。

总增收（节支）总额为：128.7+1032.0+36.4＝1197.1万元/年。

Claims (3)

1.制氧机局部加温系统，其特征在于：包括依次通过管道连接的空气过滤器、空压机、空冷塔、分子筛过滤器、主换热器和气体排放阀。

2.根据权利要求1所述的制氧机局部加温系统，其特征在于：所述管道在分子筛过滤器和主换热器之间设有增压机，所述管道在主换热器和气体排放阀之间设有气液分离罐。

3.根据权利要求1所述的制氧机局部加温系统，其特征在于：所述管道在主换热器和气体排放阀之间设有精馏塔，精馏塔的下部连接在管道上。

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