CN217855274U - 一种低耗散真空变压吸附制氧的氮气供应装置 - Google Patents

Abstract

一种低耗散真空变压吸附制氧的氮气供应装置，属于真空变压吸附制氧技术领域，包括无压氮气管道、过滤前截止阀、一级过滤器、压缩前截止阀、氮气压缩机、压缩后截止阀、高效除油器、二级过滤器、低压氮气管道、干燥器、低压干燥氮气管道、三级过滤器、过滤后截止阀、氮气球罐、低压氮气送出管道。优点在于，能够降低真空变压吸附制氧工艺耗散程度，使送出的氮气均匀，稳定供应压力，实现可靠连续供气，服务于气力输灰、布袋反吹、仪表气等对氮气纯度要求不高的用户。最终，实现变压吸附制氧解吸氮气的资源化利用，达到节能减排目的。

Description

一种低耗散真空变压吸附制氧的氮气供应装置

技术领域

本实用新型属于真空变压吸附制氧技术领域，特别涉及一种低耗散真空变压吸附制氧的氮气供应装置，适用于钢铁、有色、轻工等企业真空变压吸附制氧工艺中，排放氮气的连续回收、净化及稳定供应。

背景技术

真空变压吸附制氧工艺可稳定提供80％-90％纯度的氧气产品，制氧成本低廉，自动化程度高，占地面积少，广泛应用于钢铁高炉富氧、有色金属冶炼及玻璃窑深加工等行业工序，是除深冷法外应用最成熟的制氧工艺技术。由于氧气、氮气分子偶极距不同，当空气流经吸附床时，具有选择性的吸附剂能有效吸附氮气，使得氧气在气相富集，实现吸附制氧过程。吸附剂再生后，解吸的氮气具有压力低、不稳定、纯度波动范围大等特点。因此，在正常生产过程中，解吸出的吸附氮气无法利用，一般采用排放至大气环境进行处理。

为有效降低厂区工业气体放散率，减少能量耗散。在真空变压吸附制氧工艺的氮气排放出口，设置净化、增压、缓冲装置，从而保证氮气的生产安全、压力稳定及连续供应。此时，该部分氮气可替换厂区压缩空气，应用在气力输灰、布袋反吹、仪表用气等对氮气纯度要求不高的场合。因此，在真空变压吸附制氧区域设置一种低耗散的氮气供应装置，能够有效提高装置整体节能效率，且适用性强。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种低耗散真空变压吸附制氧的氮气供应装置，解决了真空变压吸附制氧过程中解吸氮气高耗散问题，能够使送出的氮气均匀、压力稳定、连续，满足用户需要，实现节能减排目的。

本实用新型主要包括无压氮气管道1、过滤前截止阀2、一级过滤器3、压缩前截止阀4、氮气压缩机5、压缩后截止阀6、高效除油器7、二级过滤器8、低压氮气管道9、干燥器10、低压干燥氮气管道11、三级过滤器12、过滤后截止阀13、氮气球罐14、低压氮气送出管道15等组件。

氮气压缩机5入口、出口分别与无压氮气管道1、低压氮气管道9采用法兰连接；过滤前截止阀2、一级过滤器3、压缩前截止阀4均设置在无压氮气管道1上，并依次连接；压缩后截止阀6、高效除油器7、二级过滤器8均设置在低压氮气管道9上，并依次连接；干燥器10入口、出口分别与低压氮气管道9、低压干燥氮气管道11采用法兰连接；三级过滤器12与过滤后截止阀13均设置在低压干燥氮气管道11上，并依次连接；氮气球罐14的入口与过滤后截止阀13出口的低压干燥氮气管道11连接，氮气球罐14的出口与低压氮气送出管道15连接。

本实用新型所述的过滤前截止阀2，一级过滤器3，压缩前截止阀4，氮气压缩机5，压缩后截止阀6，高效除油器7，二级过滤器8，干燥器10，三级过滤器12，过滤后截止阀13及氮气球罐14采用串联布置；各组件出、入口连接形式均采用对焊法兰；无压氮气管道1，低压氮气管道9，低压干燥氮气管道11，低压氮气送出管道15材质均为碳钢。

本实用新型的优点在于：能够降低真空变压吸附制氧工艺耗散程度，使送出的氮气均匀，稳定供应压力，实现可靠连续供气。采用本实用新型提供的低耗散氮气供应装置，主要在于一级过滤器3、高效除油器7、二级过滤器8、三级过滤器12能有效净化氮气；氮气压缩机5能有效增压氮气；氮气球罐14可有效缓冲氮气压力。最终，压力稳定、可靠连续的氮气供应至各用户设备，实现解吸氮气的资源化利用，达到节能减排目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。其中：无压氮气管道1、过滤前截止阀2、一级过滤器3、压缩前截止阀4、氮气压缩机5、压缩后截止阀6、高效除油器7、二级过滤器8、低压氮气管道9、干燥器10、三级过滤器11、低压干燥氮气管道12、过滤后截止阀13、氮气球罐14、低压氮气送出管道15。

具体实施方式

实施例1

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明；应当强调的是，下述说明不是为了限制本实用新型的范围及应用。

根据图1所示，本实用新型主要包括无压氮气管道1、过滤前截止阀2、一级过滤器3、压缩前截止阀4、氮气压缩机5、压缩后截止阀6、高效除油器7、二级过滤器8、低压氮气管道9、干燥器10、低压干燥氮气管道11、三级过滤器12、过滤后截止阀13，氮气球罐14、低压氮气送出管道15等组件。

真空变压吸附制氧工艺排放的解吸氮气压力约15-45kPa，经无压氮气管道1进入本低耗散氮气供应装置。解吸氮气依次经过无压氮气管道1，过滤前截止阀2，一级过滤器3，压缩前截止阀4，氮气压缩机5，压缩后截止阀6，高效除油器7，二级过滤器8，低压氮气管道9，干燥器10，低压干燥氮气管道11，三级过滤器12，过滤后截止阀13，氮气球罐14，低压氮气送出管道15输送至氮气用户。

所述无压氮气管道1管径与解吸氮气送出管道规格一致，无压氮气管道1、低压氮气管道9、低压干燥氮气管道11及低压氮气送出管道15材质为20#钢；压缩前截止阀4、压缩后截止阀6与过滤后截止阀13材质均为碳钢，并配套对焊法兰(钢管外径B系列)、螺栓螺母及缠绕垫片，利于一级过滤器3、氮气压缩机5、高效除油器7、二级过滤器8、干燥器10、三级过滤器12及氮气球罐14等组件日常检修。所述一级过滤器3、高效除油器7、二级过滤器8与三级过滤器12均采用管道式，杂质过滤精度0.1μm，残油滤除精度0.5ppm，能有效去除氮气中的杂质、油雾，防止杂质进入后续工艺设备，影响生产运行；所述氮气压缩机5采用离心式压缩机，出口压力1.0Mpa，流量根据解吸氮气产量确定，并在70-105％范围内可调，增压后的氮气进入低压氮气管道9；在氮气增压过程中水蒸气被压缩，氮气露点提高，有结露风险，干燥器10可有效去除水蒸气；所述干燥器10一般选用通过压力变化达到干燥效果的微热再生吸附式干燥器，采用双塔形式，一塔干燥另一塔吸附再生；干燥后的氮气进入低压干燥氮气管道11，管道上的三级过滤器12可进一步去除氮气流经干燥器10夹带出的杂质，之后进入氮气球罐14进行稳压；所述氮气球罐14有效容积1000m³，工作压力1.0MPa，采用现场组焊；最终，稳定连续的氮气进入低压氮气送出管道15，送至气力输灰、布袋反吹、仪表气等低压氮气用户。

实施例2

过程实施方式同具体实施例一，不同之处在于：当真空变压吸附制氧规模较小时，所述氮气压缩机5可选用螺杆式，运转更加可靠，操作维护方便。所述干燥器10还可根据实际选用冷冻式干燥器，对压缩空气进行冷却处理，绝大部分水冷凝成液态水滴，经自带汽水分离器处理后被排出；此时，所述三级过滤器12可取消，干燥后的氮气经过滤后截止阀13进入氮气球罐14进行稳压，送至低压氮气用户。

正常运行本实用新型低耗散氮气供应装置，能够降低真空变压吸附制氧工艺耗散程度，使送出的氮气均匀，稳定供应压力，实现可靠连续供气。

Claims (4)

1.一种低耗散真空变压吸附制氧的氮气供应装置，其特征在于，包括无压氮气管道(1)、过滤前截止阀(2)、一级过滤器(3)、压缩前截止阀(4)、氮气压缩机(5)、压缩后截止阀(6)、高效除油器(7)、二级过滤器(8)、低压氮气管道(9)、干燥器(10)、低压干燥氮气管道(11)、三级过滤器(12)、过滤后截止阀(13)、氮气球罐(14)、低压氮气送出管道(15)；

氮气压缩机(5)入口、出口分别与无压氮气管道(1)、低压氮气管道(9)采用法兰连接；过滤前截止阀(2)、一级过滤器(3)、压缩前截止阀(4)均设置在无压氮气管道(1)上，并依次连接；压缩后截止阀(6)、高效除油器(7)、二级过滤器(8)均设置在低压氮气管道(9)上，并依次连接；干燥器(10)入口、出口分别与低压氮气管道(9)、低压干燥氮气管道(11)采用法兰连接；三级过滤器(12)与过滤后截止阀(13)均设置在低压干燥氮气管道(11)上，并依次连接；氮气球罐(14)的入口与过滤后截止阀(13)出口的低压干燥氮气管道(11)连接，氮气球罐(14)的出口与低压氮气送出管道(15)连接。

2.根据权利要求1所述的低耗散真空变压吸附制氧的氮气供应装置，其特征在于，所述过滤前截止阀(2)，一级过滤器(3)，压缩前截止阀(4)，氮气压缩机(5)，压缩后截止阀(6)，高效除油器(7)，二级过滤器(8)，干燥器(10)，三级过滤器(12)，过滤后截止阀(13)及氮气球罐(14)采用串联布置。

3.根据权利要求1所述的低耗散真空变压吸附制氧的氮气供应装置，其特征在于，所述氮气压缩机(5)选用螺杆式。

4.根据权利要求1所述的低耗散真空变压吸附制氧的氮气供应装置，其特征在于，所述干燥器(10)选用冷冻式干燥器。

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