專利名稱：一種制氧機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及氣體制造設(shè)備，特別涉及一種制氧機(jī)。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)空分行業(yè)2003年以前投產(chǎn)的制氧設(shè)備多采用常溫分子篩凈化、增壓膨脹空 氣進(jìn)上塔、氧氣外壓縮的深冷制氧流程。圖1為目前所使用的制氧機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，制氧機(jī)包括主塔101、膨 脹機(jī)102、主板式103和空氣管道104。其中，主塔101包括上塔111和下塔112，上塔111 和下塔112均為篩板塔?？諝夤艿?04包括第一支管141和第二支管142。第一支管141 的輸入端與分子篩純化器出口連接，輸出端與膨脹機(jī)102的輸入端連接。第二支管142的 輸入端與分子篩純化器出口連接，經(jīng)由主板式103的冷卻后，輸出端與下塔112連接。膨脹 機(jī)102的輸出端與上塔111連接。經(jīng)分子篩純化、壓力約為0. 47MPa 0. 5IMPa的干燥空氣通過第一支管141輸入 至膨脹機(jī)102，經(jīng)過膨脹機(jī)102的膨脹、主板式103的冷卻后，直接輸入至上塔111進(jìn)行精 餾。該流程由于膨脹空氣直接進(jìn)上塔111，膨脹后氣體過熱會(huì)引起上塔111的精餾效率降 低、平均氮純度低。同時(shí)進(jìn)如下塔112參加預(yù)精餾的氣量減少，使主塔101的氧提取率下降， 制氧機(jī)運(yùn)行效益偏低。而對(duì)于2003年后生產(chǎn)的上塔為填料塔的制氧機(jī)也同樣存在這一問 題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種制氧機(jī)，能夠提高塔板工作效率，從而提高氧、氬產(chǎn)品的提 取率、降低能耗。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是—種制氧機(jī)，包括主塔、分子篩純化器、膨脹機(jī)、主板式、空氣管道和氮?dú)夤艿?；主塔包括上塔和下塔；空氣管道包括第一支管和第二支管；第一支管的輸入端與分子篩純化器的出口連 接，輸出端經(jīng)由第一截止閥與膨脹機(jī)的輸入端連接；第二支管的輸入端與分子篩純化器的 出口連接，輸出端經(jīng)由主板式與下塔連接；膨脹機(jī)的輸出端與上塔連接； 氮?dú)夤艿琅c膨脹機(jī)的輸入端連接。優(yōu)選地，所述氮?dú)夤艿乐羞M(jìn)一步包括調(diào)節(jié)氮?dú)鈮毫Φ恼{(diào)壓閥，氮?dú)夤艿澜?jīng)由該調(diào) 壓閥與膨脹機(jī)的輸入端連接。優(yōu)選地，所述氮?dú)夤艿乐羞M(jìn)一步包括第二截止閥，所述氮?dú)夤艿澜?jīng)由第二截止閥 與膨脹機(jī)的輸入端連接。優(yōu)選地，所述氮?dú)夤艿赖妮敵龆说谋韷簽?. 4IMPa 0. 85Mpa。由以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型的制氧機(jī)通過改換膨脹氣體介質(zhì)，在空壓機(jī)壓縮氣量不變的情況下，進(jìn)入下塔參加全程精餾的空氣量增加，使上塔提鎦段回流比降低，氧 氣純度提高，氬餾分氣中氮組分減少，氧、氬產(chǎn)量都比原來增加。同時(shí)，主冷熱負(fù)荷加大引起 下塔頂?shù)獋?cè)冷凝量增加，去上塔精餾段回流比加大，純氮、污氮?dú)饧兌忍岣?，氮?dú)猱a(chǎn)量增加。 另外，由于氮?dú)馀c空氣熱力性質(zhì)的區(qū)別，改用氮?dú)馀蛎浐?，膨脹機(jī)后溫度可控制比空氣膨脹 時(shí)稍低，能有效降低膨脹氣體入口處過熱度，進(jìn)一步增強(qiáng)上塔的精餾效果、提高篩板塔板精 餾效率。

圖1是目前所使用的制氧機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的制氧機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的目的在于提供一種制氧機(jī)，能夠提高塔板工作效率，從而提高氧、氬 產(chǎn)品的提取率、降低能耗。為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖2是本實(shí)用新型的制氧機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實(shí)用新型的制氧機(jī)，包 括主塔201、分子篩純化器206、膨脹機(jī)202、主板式203、空氣管道204和氮?dú)夤艿?05。其中，主塔201包括上塔211和下塔212?？諝夤艿?04包括第一支管241和第二 支管242。第一支管241的輸入端與分子篩純化器206的出口連接，輸出端經(jīng)由第一截止閥 301與膨脹機(jī)202的輸入端連接；第二支管242的輸入端與分子篩純化器206的出口連接， 輸出端經(jīng)由主板式203與下塔212連接。膨脹機(jī)202的輸出端與上塔211連接。氮?dú)夤艿?05與膨脹機(jī)202的輸入端連接。優(yōu)選地，氮?dú)夤艿?05中可進(jìn)一步包括用于調(diào)節(jié)氮?dú)鈮毫Φ恼{(diào)壓閥303和第二截 止閥302，氮?dú)夤艿?05可經(jīng)由調(diào)壓閥303和/或第二截止閥302與膨脹機(jī)202的輸入端連 接。需要說明的是，調(diào)壓閥303和第二截止閥302均可用于控制氮?dú)夤艿?05與膨脹 機(jī)202的輸入端之間的導(dǎo)通或截?cái)啵虼?，氮?dú)夤艿?05中可僅使用調(diào)壓閥303、或僅使用第 二截止閥302?；蚴峭瑫r(shí)使用兩個(gè)閥，將第二截止閥302用于控制氮?dú)夤艿?05與膨脹機(jī) 202的輸入端之間的導(dǎo)通或截?cái)?，而將調(diào)壓閥303用于控制通入氮?dú)獾拇笮『蛪毫Α?yōu)選地，氮?dú)夤艿赖妮敵龆说臍鈮号c第二支管242的輸出端氣壓相同，約為 0. 4IMPa 0. 85MPa。本實(shí)用新型的制氧機(jī)通過增加與低壓氮管網(wǎng)連接的氮?dú)夤艿?05，將膨脹氣體由 原有的空氣介質(zhì)改換為可單獨(dú)使用干燥純氮?dú)庾鳛榕蛎浗橘|(zhì)、或者使用經(jīng)分子篩純化后的 干燥空氣與干燥氮?dú)饣旌系呐蛎洑怏w作為膨脹介質(zhì)。當(dāng)使用干燥純氮?dú)庾鳛榕蛎浗橘|(zhì)時(shí)，可將如圖2所示的第一截止閥301關(guān)閉，第 二截止閥302打開。則通入膨脹機(jī)202的入口的為干燥純氮?dú)?，其表壓約為0. 41MPa 0. 85MPa。與現(xiàn)有的制氧機(jī)不同的是，本應(yīng)通入膨脹機(jī)202的干燥空氣通過第二支管242全 部進(jìn)入下塔212。因此，在空壓機(jī)壓縮氣量不變的情況下，進(jìn)入下塔212參加全程精餾的空氣量增加，下塔底部液空量增加主冷熱負(fù)荷加大，且膨脹氣體入口處高沸點(diǎn)組分幾乎為零， 低沸點(diǎn)氮組分體積含量比原來增加41%，使上塔211提鎦段回流比加大，氧氣純度提高，氬 餾分氣中氮組分減少，氧、氬產(chǎn)量都比原來增加。同時(shí)，主冷熱負(fù)荷加大引起下塔頂?shù)獋?cè)冷 凝量增加，去上塔精餾段回流比加大，純氮、污氮?dú)饧兌忍岣撸獨(dú)猱a(chǎn)量增加。另外，由于氮 氣與空氣熱力性質(zhì)的區(qū)別，改用氮?dú)馀蛎浐?，膨脹機(jī)后溫度可控制比空氣膨脹時(shí)稍低，能有 效降低膨脹氣體入口處過熱度，進(jìn)一步增強(qiáng)上塔211的精餾效果、提高篩板塔板精餾效率。以10000m3/h篩板型氧氣外壓縮空分設(shè)備為例全氮?dú)馀蛎浥c空氣膨脹時(shí)機(jī)組運(yùn) 行參數(shù)比較，氧提取率提高10%，壓氧電耗降低0. 03kffh/m3 ；氬提取率提高15%。當(dāng)使用經(jīng)分子篩純化后的干燥空氣與干燥氮?dú)饣旌系呐蛎洑怏w作為膨脹介質(zhì)時(shí)， 可將如圖2所示的第一截止閥301打開，適量減小第二截止閥302的打開程度，即可完成 介質(zhì)倒換。則通入膨脹機(jī)202的入口的為干燥純氮?dú)馀c干燥空氣的混合氣體，其氣壓約為 0. 4IMPa 0. 85MPa。另外，氮?dú)夤艿?05的氮?dú)鈮毫赏ㄟ^用于調(diào)節(jié)氮?dú)鈮毫Φ恼{(diào)壓閥303來調(diào)節(jié)。兩 只閥門配合調(diào)節(jié)幅度以空壓機(jī)排壓、低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)壓力及膨脹量穩(wěn)定為操作標(biāo)準(zhǔn)。氮?dú)馀c空氣混合膨脹依據(jù)空氣、氮?dú)饣旌媳壤淖兓?，氧提取率可提?% 9%; 氬提取率提高8% 12%。同樣可提高制氧機(jī)經(jīng)濟(jì)效益。從以上方案可知，本實(shí)用新型的制氧機(jī)通過改換膨脹氣體介質(zhì)，在空壓機(jī)壓縮氣 量不變的情況下，進(jìn)入下塔參加全程精餾的空氣量增加，主冷熱負(fù)荷加大，且膨脹氣體入口 處高沸點(diǎn)組分幾乎為零，低沸點(diǎn)氮組分體積含量比原來增加41 %，使上塔提鎦段回流比降 低，氧氣純度提高，氬餾分氣中氮組分減少，氧、氬產(chǎn)量都比原來增加。同時(shí)，主冷熱負(fù)荷加 大引起下塔頂?shù)獋?cè)冷凝量增加，去上塔精餾段回流比加大，純氮、污氮?dú)饧兌忍岣?，氮?dú)猱a(chǎn) 量增加。另外，由于氮?dú)馀c空氣熱力性質(zhì)的區(qū)別，改用氮?dú)馀蛎浐?，膨脹機(jī)后溫度可控制比 空氣膨脹時(shí)稍低，能有效降低膨脹氣體入口處過熱度，進(jìn)一步增強(qiáng)上塔的精餾效果、提高篩 板塔板精餾效率。因此，本實(shí)用新型的制氧機(jī)，能夠提高塔板工作效率，從而提高氧、氬產(chǎn)品的提取 率、降低能耗。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種制氧機(jī)，其特征在于，包括主塔、分子篩純化器、膨脹機(jī)、主板式、空氣管道和氮?dú)夤艿?；主塔包括上塔和下塔；空氣管道包括第一支管和第二支管；第一支管的輸入端與分子篩純化器的出口連接，輸出端經(jīng)由第一截止閥與膨脹機(jī)的輸入端連接；第二支管的輸入端與分子篩純化器的出口連接，輸出端經(jīng)由主板式與下塔連接；膨脹機(jī)的輸出端與上塔連接；氮?dú)夤艿琅c膨脹機(jī)的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氧機(jī)，其特征在于，所述氮?dú)夤艿乐羞M(jìn)一步包括調(diào)節(jié)氮?dú)?壓力的調(diào)壓閥，氮?dú)夤艿澜?jīng)由該調(diào)壓閥與膨脹機(jī)的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制氧機(jī)，其特征在于，所述氮?dú)夤艿乐羞M(jìn)一步包括第二截止 閥，所述氮?dú)夤艿澜?jīng)由第二截止閥與膨脹機(jī)的輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氧機(jī)，其特征在于，所述氮?dú)夤艿乐羞M(jìn)一步包括第二截止 閥，所述氮?dú)夤艿澜?jīng)由第二截止閥與膨脹機(jī)的輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的制氧機(jī)，其特征在于，所述氮?dú)夤艿赖妮?出端的表壓為0. 4IMPa 0. 85Mpa。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種制氧機(jī)，包括主塔、分子篩純化器、膨脹機(jī)、主板式、空氣管道和氮?dú)夤艿?；主塔包括上塔和下塔；空氣管道包括第一支管和第二支管；第一支管的輸入端與分子篩純化器的出口連接，輸出端經(jīng)由第一截止閥與膨脹機(jī)的輸入端連接；第二支管的輸入端與分子篩純化器的出口連接，輸出端經(jīng)由主板式與下塔連接；膨脹機(jī)的輸出端與上塔連接；氮?dú)夤艿琅c膨脹機(jī)的輸入端連接。本實(shí)用新型的制氧機(jī)，能夠提高塔板工作效率，從而提高氧、氬產(chǎn)品的提取率、降低能耗。
文檔編號(hào)C01B13/02GK201694834SQ201020221330
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者杜金明 申請(qǐng)人:杜金明