一种制氧机组空压机热能利用装置的制作方法

本技术涉及制氧机组，尤其涉及一种制氧机组空压机热能利用装置。

背景技术：

1、现阶段，绝大多数大中型钢铁企业和部分化工企业都需要使用氧气和氮气。在这些企业中，为用户提供氧气、氮气、氩气的气体分离和输送装置被称为空分机组，俗称“制氧机组”。

2、制氧机组的工作流程大致如下。

3、原料空气自吸入口吸入，经自洁式空气过滤器过滤以除去灰尘及其它机械杂质。

4、经过滤后，空气在空压机中压缩至0.585mpa左右。

5、冷却后的空气进入空气冷却塔进行预冷。在空气冷却塔预冷时，冷却水分段进入冷却塔内，下段为循环冷却水，上段为经水冷塔和冷水机组(使用时)冷却后的水，空气自下而上穿过空气冷却塔，在冷却的同时，又得到清洗。空气经空气冷却塔冷却后，温度降至10-15℃。

6、然后冷却后的空气进入切换使用的分子筛纯化器，在经过分子筛纯化器时，空气中的二氧化碳、碳水化合物及残留的水蒸气等杂质被吸附。分子筛纯化器包含两只，用来切换使用，其中一只工作时，另一只再生。再生是利用上塔来的污氮气经电加热器加热到170℃，对纯化器内的吸附剂进行再生。分子筛纯化器的工作时间约为240分钟，定时自动切换，轮流工作。

7、经分子筛纯化器净化后的空气分为两路：一路是大部分空气在主换热器中与返流气体(纯氧、纯氮、污氮、压力氮等)换热达到接近空气液化温度-173℃后进入下塔；另一路空气去增压透平膨胀机增压后进入主换热器，在主换热器内被返流冷气体冷却至-114℃时抽出空气进入膨胀机膨胀制冷,最后送入上塔或旁通一部分进污氮管(视装置运行情况而定)。

8、在下塔中，空气被初步分离成氮和富氧液空(液化空气)，顶部气态氮在主冷凝蒸发器中液化，同时主冷凝蒸发器的低压侧液氧被气化。部分液氮作为下塔回流液，另一部分液氮从下塔顶部引出，经过冷器被纯气氮和污气氮过冷并通过节流阀送入上塔上部作回流液。液空在过冷器中过冷后经节流阀送入上塔中部作回流液。纯气态氧从上塔底部引出，并在主换热器中复热后出冷箱送往用户。污氮气从上塔上部引出，并在过冷器及主换热器中复热后送往分馏塔外，部分作为分子筛纯化器的再生气体，其余进入水冷塔作冷源。纯氮气从上塔顶部引出，在过冷器及主换热器中复热后出冷箱，一部分送往水冷却塔中作为冷源冷却外界水，另一部分经低压和中压氮压机分别加压后送往用户。在上塔底部抽出产品液氧，送往贮槽，抽出产品液氮送往贮槽。

9、空分机组是钢铁和化工企业中的耗电大户，用电量在钢铁企业总用电量中的占比达到20％左右，节电、节能工作空间很大。空分机组的热能主要来自于为数众多的动设备，大型设备如：空压机、氧压机、氮压机等，有的机组氮压机就配置3台，这些离心式压缩机运行过程中都产生了大量的热能。近年来，国家大力推动节能减排相关工作，很多节能技术应用于空分机组，但是对于空分机组内部产生的热能利用方面，很多企业没有做相关工作，导致机组内部产生的热能白白浪费，相对增加了机组的能耗。因此如果可以将机组内部设备产生的热能进行有效利用和转化，就可以达到变废为宝、节能降耗的作用。

10、本实用新型提供一种制氧机组空压机热能利用装置，实现节能降耗的目的。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种制氧机组空压机热能利用装置，实现节能降耗的目的。

2、本实用新型提供一种制氧机组空压机热能利用装置，包括：污氮预热器，再生污氮气在进入电加热器之前先在污氮预热器中进行预热然后再进入电加热器中接受加热；热管换热器，所述热管换热器中包含导热管，所述导热管的一端与污氮预热器中的再生污氮气相接触并对再生污氮气进行加热，所述导热管的另一端与换热水相接触并接受换热水的加热；以及气水换热器，在所述气水换热器中来自空压机的压缩空气与换热水热交换，压缩空气降温，换热水升温，压缩空气换热后进入预冷系统空冷塔，换热后的换热水进入热管换热器中与导热管发生热交换，从热管换热器中流出的换热水然后再流入气水换热器中接受压缩空气的加热。

3、进一步的，所述导热管内部被抽成负压状态，所述导热管内部被充入液体工质。

4、进一步的，所述导热管与再生污氮气接触的一端为冷凝段，所述导热管与换热水接触的一端为蒸发段，在冷凝段与蒸发段之间为绝热段，绝热段上包裹有保温材料。

5、进一步的，所述导热管的冷凝段的外表面上设置有散热翅片以增大换热面积。

6、进一步的，在所述热管换热器与所述气水换热器之间的换热水循环管路中设置有常开的保温循环泵以促进换热水的循环。

7、进一步的，在所述热管换热器与所述气水换热器之间的换热水循环管路中设置有水箱，水箱上设置有液位监测装置，液位监测装置与水箱连通。

8、进一步的，在所述水箱的液面上铺放泡沫浮球以隔绝空气。

9、进一步的，所述换热水来自厂内软化水。

10、本实用新型提供的制氧机组空压机热能利用装置，通过设置气水换热器，使得压缩空气的热量得以被吸取利用，压缩空气的冷却负担也得以减轻；通过在气水换热器与热管换热器之间设置换热水循环管路，使得用于压缩空气的换热装置的体积大大减小，结构更为紧凑；通过设置热管换热器，避免了换热水与再生污氮气直接接触，杜绝了水泄露入污氮测的可能，有利于吸附剂的再生，保证了吸附剂的安全。

技术特征：

1.一种制氧机组空压机热能利用装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制氧机组空压机热能利用装置，其特征在于，所述导热管内部被抽成负压状态，所述导热管内部被充入液体工质。

3.根据权利要求2所述的制氧机组空压机热能利用装置，其特征在于，所述导热管与再生污氮气接触的一端为冷凝段，所述导热管与换热水接触的一端为蒸发段，在冷凝段与蒸发段之间为绝热段，绝热段上包裹有保温材料。

4.根据权利要求2所述的制氧机组空压机热能利用装置，其特征在于，所述导热管的冷凝段的外表面上设置有散热翅片以增大换热面积。

5.根据权利要求1所述的制氧机组空压机热能利用装置，其特征在于，在所述热管换热器与所述气水换热器之间的换热水循环管路中设置有常开的保温循环泵以促进换热水的循环。

6.根据权利要求1所述的制氧机组空压机热能利用装置，其特征在于，在所述热管换热器与所述气水换热器之间的换热水循环管路中设置有水箱，水箱上设置有液位监测装置，液位监测装置与水箱连通。

7.根据权利要求6所述的制氧机组空压机热能利用装置，其特征在于，在所述水箱的液面上铺放泡沫浮球以隔绝空气。

8.根据权利要求1所述的制氧机组空压机热能利用装置，其特征在于，所述换热水来自厂内软化水。

技术总结本技术提供一种制氧机组空压机热能利用装置，包括：污氮预热器，再生污氮气在进入电加热器之前先在污氮预热器中进行预热然后再进入电加热器中接受加热；热管换热器，所述热管换热器中包含导热管，所述导热管的一端与污氮预热器中的再生污氮气相接触并对再生污氮气进行加热，所述导热管的另一端与换热水相接触并接受换热水的加热；以及气水换热器，在所述气水换热器中来自空压机的压缩空气与换热水热交换。本技术使得压缩空气的热量得以被吸取利用，压缩空气的冷却负担也得以减轻，使得用于压缩空气的换热装置的体积大大减小，结构更为紧凑；避免了换热水与再生污氮气直接接触，杜绝了水泄露入污氮测的可能，确保了机组运行安全。技术研发人员：刘晋生受保护的技术使用者：山西建龙实业有限公司技术研发日：20230919技术公布日：2024/6/5