CN2682324Y

CN2682324Y - 带有冷量回收装置的空分装置

Info

Publication number: CN2682324Y
Application number: CN 200420019688
Authority: CN
Inventors: 陈建清
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2004-01-18
Filing date: 2004-01-18
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2014-01-18

Abstract

带有冷量回收装置的空分装置，包括空气冷却塔、分子筛吸附器、主板式换热器、精馏塔、增压机、膨胀机、污氮塔以及冷量回收换热器、自动调节阀、温度控制器；冷量回收换热器两端分别与主板式换热器、增压机、污氮塔相连通；自动调节阀一端设置于冷量回收换热器与主板式换热器间的管路中，另一端口设置于冷量回收换热器与污氮塔间的管路中；温度控制器一端与自动调节阀相连接，另一端连接于主板式换热器与膨胀机的管路中。本实用新型将回收利用的冷量用来替代冷冻机的部分冷量，从而可减少冷冻机容量，节约能源；而且，当冷冻机故障时，通过调整氮气产量来平衡空分冷量，从而可防止因冷冻机故障造成空分装置停机的事故，提高空分装置的运行稳定性。

Description

带有冷量回收装置的空分装置

技术领域

本实用新型涉及空分设备，特别涉及冷量回收利用装置。

背景技术

空分装置设置冷冻机的作用有两个，一是将原料空气温度从35℃左右降低到10-16℃，以降低分子筛的负荷。另一个作用是将增压膨胀机中增压机的增压空气从40℃左右进一步冷却到15℃左右，以满足增压空气入膨胀机的温度要求。

现有空分装置参见图1，包括通过管道相连接的空气冷却塔2、分子筛吸附器5、6、主板式换热器8以及精馏塔9；原料空气1在空气冷却塔2中经过冷却水3、冷冻水4两级冷却后，进入分子筛吸附器5、6，除去水分和CO₂，获得干净空气7；干净空气7一路经过主板式换热器8冷却后，进入精馏塔9；另一路干净空气7经过增压机10及冷却器11冷却后，再进入冷冻水冷却器12，冷却到15℃左右，然后进入主板式换热器8冷却，从主板式换热器8中部抽出的温度在-100℃左右的增压空气13，进入膨胀机14进行膨胀成为膨胀空气15，然后进入精馏塔9进行分离。

从精馏塔返流的氧气16、污氮气17及氮气18经过主板式换热器8与正流的空气7换热后，其中产品氧气19、产品氮气20送用户，污氮气21进入污氮塔22，将冷却水25冷却后，放入大气。

但是，上述装置存在如下缺点：一方面产品氧气19、产品氮气20出空分装置的温度为8-14℃，冷量没有被充分回收利用，是一种能源浪费。

另一方面，为了冷却增压空气，冷冻机23需要同时供应空冷塔2的冷冻水4以及冷冻水冷却器12的冷冻水24，冷冻机负荷增大，不仅增加了投资，浪费了能源，而且冷冻机故障时，空分制冷能力失去平衡，空分装置将被迫停机，空分装置的运行稳定性受到影响。

以上两项缺陷就是本实用新型要解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种带有冷量回收装置的空分装置，可将回收利用的产品氧气(或污氮)的冷量用来替代冷冻机的部分冷量，从而可减少冷冻机容量，节约能源；而且，当冷冻机故障时，通过调整氮气产量，来平衡空分冷量，从而可防止因冷冻机故障造成空分装置停机的事故，提高空分装置的运行稳定性。

本实用新型的空分装置冷量回收装置，装设于空分装置中；包括一冷量回收换热器、一自动调节阀及一温度控制器；其中，所述的冷量回收换热器的一端通过与空分装置中的主板式换热器相连通，另一端分别与空分装置中的增压机、污氮塔相连通；自动调节阀的一端设置于与所述的冷量回收换热器与主板式换热器间的管路中，另一端口设置于与所述的冷量回收换热器与污氮塔间的管路中；温度控制器的一端与所述的自动调节阀相连接，另一端连接于所述的主板式换热器与膨胀机的管路中。

本实用新型的带有冷量回收装置的空分装置，包括空气冷却塔、分子筛吸附器、主板式换热器、精馏塔、增压机、膨胀机、污氮塔、冷冻机；其中，空气冷却塔外接冷却水和原料空气；分子筛吸附器一端通过管道与所述的空气冷却塔相连通；主板式换热器一端通过管道与所述的分子筛吸附器相连通；精馏塔通过管道与所述的主板式换热器相连通；增压机一端通过管道与分子筛吸附器相连通，另一端与冷却水冷却器相连接；膨胀机一端通过管道与主板式换热器相连通，另一端与所述的精馏塔相连通；污氮塔一端通过管道与所述的主板式换热器相连通；冷冻机一端与所述的污氮塔相连通，另一端与所述的空气冷却塔相连通；还包括冷量回收换热器、自动调节阀、温度控制器；所述的冷量回收换热器，其一进口端通过管道与所述的主板式换热器8的氧气出口及污氮出口相连通，其出口端分别对应于产品氧气出口及污氮气出口，而该污氮气出口通过管道与污氮塔相连通；冷量回收换热器的另一通道的进口端与冷却水冷却器及增压机相连通，而该通道的出口端通过管道与所述的主板式换热器的进口端相连通；所述的自动调节阀的一端设置于所述的冷量回收换热器与主板式换热器间的管路中，另一端口设置于所述的冷量回收换热器与污氮塔间的管路中；所述的温度控制器一端与所述的自动调节阀相连接，另一端连接于所述的主板式换热器与膨胀机的管路中。

进一步，在所述的主板式换热器出口氮气管道与污氮塔间的管路中还设有阀门。

增压空气经过冷却水冷却器冷却后(温度在40℃左右)，进入冷量回收换热器，与从主板式换热器出来的氧气及一部分污氮气(温度10-15℃)进行换热，被冷却到15℃左右，因此产品氧气的冷量被增压空气回收利用。当空分工况变动时，自动调节阀根据温度控制器的信号，开大或关小，调节进入冷量回收换热器的污氮流量，从而可以保证增压空气进入膨胀机的温度的稳定。由于冷冻机不再冷却增压空气，冷冻机负荷可下降1/3左右。

本实用新型的有益效果

本实用新型可将回收利用的产品氧气(或污氮)的冷量用来替代冷冻机的部分冷量，从而可减少冷冻机容量，节约能源；而且，当冷冻机故障时，通过调整氮气产量，来平衡空分冷量，从而可防止因冷冻机故障造成空分装置停机的事故，提高空分装置的运行稳定性。

附图说明

图1为现有空分装置的结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

参见图2，本实用新型的带有冷量回收装置的空分装置，包括空气冷却塔2、分子筛吸附器5、6、主板式换热器8、精馏塔9、增压机10、膨胀机14、污氮塔22、冷冻机23；其中，空气冷却塔2外接原料空气1和冷却水3；分子筛吸附器5、6一端通过管道与所述的空气冷却塔2相连通；主板式换热器8一端通过管道与所述的分子筛吸附器5、6相连通；精馏塔9通过管道与主板式换热器8相连通；增压机10一端通过管道与分子筛吸附器5、6相连通，另一端与冷却水冷却器11相连接；膨胀机14一端通过管道与主板式换热器8相连通，另一端与所述的精馏塔9相连通；污氮塔22一端通过管道及阀门26与所述的主板式换热器8相连通；冷冻机23一端通过冷冻水泵25与所述的污氮塔22相连通，另一端与所述的空气冷却塔2相连通；还包括冷量回收换热器12、自动调节阀28、温度控制器27以及阀门26；所述的冷量回收换热器12一进口端通过管道与所述的主板式换热器8的氧气出口及污氮出口相连通，其出口端分别对应于产品氧气出口及污氮气出口，而该污氮气出口通过管道与污氮塔22相连通；冷量回收换热器12的另一通道的进口端与冷却水冷却器11及增压机10相连通，而该通道的出口端通过管道与所述的主板式换热器8的进口端相连通；所述的自动调节阀28的一端设置于与所述的冷量回收换热器12与主板式换热器8间的污氮气管路中，另一端口设置于所述的冷量回收换热器12与污氮塔22间的污氮气管路中；所述的温度控制器27一端与所述的自动调节阀28相连接，另一端连接于所述的主板式换热器8与膨胀机14之间的增压空气管路中。

原料空气1在空气冷却塔2中经过冷却水3以及由冷冻机23提供的冷冻水4两级冷却后，进入分子筛吸附器5、6，除去水分和CO₂，获得干净空气7；干净空气7一路经过主板式换热器8冷却后，进入精馏塔9，另一路进入增压机10压缩后，经过冷却水冷却器11冷却后，增压空气31温度降低到40℃左右，再进入冷量回收换热器12，冷却到15℃左右。然后进入主板式换热器8冷却，从主板式换热器8中部抽出的温度在-100℃左右的增压空气13，进入膨胀机14进行膨胀成为膨胀空气15，然后进入精馏塔9进行精馏分离。

从精馏塔9返流的氧气16、污氮气17及氮气18经过主板式换热器8与正流的空气换热后，其中产品氮气20送用户(由于氮气压力低，冷量不考虑回收)，而氧气19进入冷量回收换热器12，与正流空气换热后，产品氧气29送用户，一部分污氮气21进入冷量回收换热器12，而另一部分通过一个自动调节阀28，汇合后，污氮气30全部进入污氮塔22，对冷却水24进行冷却后，放入大气。自动调节阀28由温度控制器27自动控制，当增压空气13温度偏高时，自动调节阀关小，进入冷量回收换热器的污氮气21增加，增压空气13的温度将下降，反之，自动温度调节阀28开大，从而可保证增压空气13的温度稳定。

本装置还可防止因冷冻机故障而造成的空分停机，在所述的主板式换热器8氮气出口端与污氮塔22间的管路中还设有阀门26，该氮气阀门26在正常情况下是全闭的，一旦冷冻机23故障，打开该阀门26，及时向污氮塔22补充冷量，再加上冷冻机23负荷已经比原有技术下降1/3左右，冷冻机23故障对空分影响下降，可以维持空分减量运转而不停机。

Claims

1.空分装置冷量回收装置，装设于空分装置中；其特征在于，包括，

一冷量回收换热器，一端通过与空分装置中的主板式换热器相连通，另一端分别与空分装置中的增压机、污氮塔相连通；

一自动调节阀，其一端设置于与所述的冷量回收换热器与主板式换热器间的管路中，另一端口设置于与所述的冷量回收换热器与污氮塔间的管路中；

一温度控制器，其一端与所述的自动调节阀相连接，另一端连接于所述的主板式换热器与膨胀机的管路中。

2.带有冷量回收装置的空分装置，包括，

空气冷却塔，外接冷却水和原料空气；

分子筛吸附器，一端通过管道与所述的空气冷却塔相连通；

主板式换热器，一端通过管道与所述的分子筛吸附器相连通；

精馏塔，通过管道与所述的主板式换热器相连通；

增压机，一端通过管道与分子筛吸附器相连通，另一端与冷却水冷却器相连接；

膨胀机，一端通过管道与主板式换热器相连通，另一端与所述的精馏塔相连通；

污氮塔，一端通过管道与所述的主板式换热器相连通；

冷冻机，一端通过与所述的污氮塔相连通，另一端与所述的空气冷却塔相连通；其特征在于，还包括，

一冷量回收换热器，其一进口端通过管道与所述的主板式换热器8的氧气出口及污氮出口相连通，其出口端分别对应于产品氧气出口及污氮气出口，而该污氮气出口通过管道与污氮塔相连通；冷量回收换热器的另一通道的进口端与冷却水冷却器及增压机相连通，而该通道的出口端通过管道与所述的主板式换热器的进口端相连通；

一自动调节阀，其一端设置于所述的冷量回收换热器与主板式换热器间的管路中，另一端口设置于所述的冷量回收换热器与污氮塔间的管路中；

3.如权利要求2所述的带有冷量回收装置的空分装置，其特征在于，所述的主板式换热器出口氮气管道与污氮塔间的管路中还设有阀门。