一种裂解炉助燃富氧装置的制作方法

本技术应用于乙烯裂解炉，涉及助燃空气的富氧化，具体是一种为裂解炉燃烧嘴提供富氧助燃气体的装置。

背景技术：

1、乙烯裂解炉是乙烯生产装置的核心设备，主要作用是把天然气、原油及石脑油等各类原材料加工成裂解气。裂解炉上部为对流加热段，下部为辐射加热段，辐射段的燃烧嘴由可燃气与助燃空气燃烧提供热能。空气中氧气含量约21％，氮气含量约78％。氮气不仅没有助燃或可燃作用，还吸收热量，降低热量利用率，而且也为后续尾气降温造成麻烦。为此，提高燃烧嘴助燃氧气含量，降低氮气含量，可有效提高可燃气体的热效率。

2、从空气中分离氮气的方法较多，如低温法、透气膜法、变压吸附法等。其中变压吸附法通过选择对氮和氧具有不同吸附选择性的吸附剂，使氮和氧分离。氮和氧都具有四极矩，但氮的四极矩(0.31)比氧的(0.10)大得多，因此氮气在沸石分子筛上的吸附能力比氧气强(氮与分子筛表面离子的作用力强)。因此，当空气在加压状态下通过装有沸石分子筛吸附剂的吸附床时，氮气被分子筛吸附，氧气因吸附较少，在气相中得到富集并流出吸附床，使氧气和氮气分离获得氧气。当分子筛吸附氮气至接近饱和后，停止通空气并降低吸附床的压力，分子筛吸附的氮气可以解吸出来，分子筛得到再生并重复利用。

3、cn103868346b提供了一种冲天炉用富氧、氮气的供给系统，包括空压机、冷干机、活性炭罐、制氧制氮机组等，所述制氧制氮机组由成对吸附塔构成，吸附塔底部装有活性氧化铝，上部安装沸石分子筛，将富氧用于冲天炉焦炭的富氧燃烧，氮气用于除尘器。cn113669752a提供了一种富氧燃烧方法，利用载氧体与含氧气体在吸氧单元进行反应得到富氧载氧体；富氧载氧体在高温烟气的作用下，在释氧单元释放出氧气，得到富氧气体和贫氧载氧体；利用富氧气体与燃料混合在燃烧单元进行燃烧。cn116059798a提供了空气富氧设备、富氧燃烧供气系统及方法，通过在膜分离设备外增设磁场，配合膜材料中间填充的聚磁介质，利用氧分子和氮分子不同的顺磁性和逆磁性，借助磁场及聚磁介质的相互配合，大大提高了单纯膜分离的富氧效果。

技术实现思路

1、本实用新型解决的技术问题是：提供一种裂解炉助燃富氧装置，减少空气中氮气含量，实现富氧化，提高燃气热量利用率，同时获得氮气副产物。

2、本实用新型所采用的技术方案是：裂解炉助燃富氧装置包括鼓风机、氧氮分离器、管道和阀门。氧氮分离器为两台，交替作业，每台氧氮分离器内布置有沸石分子筛。所述管道包括与氧氮分离器连接的进气管、出气管、氮气管和集气管，以及空气主管、送氧管、送氮管。所述阀门包括换向阀ⅰ、换向阀ⅱ和氮气阀。所述鼓风机安装在空气主管上，前端设置滤网，后端设置过滤器。所述换向阀ⅰ的进口连接空气主管，两个出口分别连接两台氧氮分离器的进气管。所述换向阀ⅱ的出口连接送氧管，两个进口分别连接两台氧氮分离器的出气管。所述氮气管的一端安装在氧氮分离器的侧部，一端连接集气管，两个集气管通过氮气阀连接送氮管。

3、进一步，所述沸石分子筛可以是单层、或两层、或多层。

4、进一步，所述换向阀ⅰ和换向阀ⅱ结构相同，均包括阀体、阀板、转轴、密封圈、轴承座、推杆。轴承座对称固定在阀体上、密封阀体、与转轴通过轴承转动连接。阀板在阀体内与转轴固定连接，推杆在阀体外与转轴固定连接。在阀板的两侧，固定连接密封圈，密封圈与进气管或出气管的法兰盘配合密封。所述阀体铰链接驱动缸ⅰ或驱动缸ⅱ，所述驱动缸ⅰ的缸杆、以及驱动缸ⅱ的缸杆与推杆铰链接。

5、进一步，所述换向阀ⅰ的推杆和换向阀ⅱ的推杆用连扳连接，两个推杆穿过连扳的长孔，与连扳活动连接，该连扳连接驱动缸ⅲ的缸杆，驱动缸ⅲ替代驱动缸ⅰ和驱动缸ⅱ。

6、进一步，所述驱动缸ⅲ的缸杆与连扳球面活动连接。缸杆的端部为球体，球体与连扳上的球形凹槽配合。所述连扳固定连接压板，所述压板将该球体锁定在球形凹槽内。该结构可以满足两个阀板同时封闭两个换向阀的管口，降低两个换向阀的安装精度。

7、本实用新型的有益效果是：本实用新型利用沸石分子筛吸附氮气的功能，增加燃烧嘴助燃氧气含量，降低了含氮量，提高了热量利用效率。生产出纯度较高的氮气副产物，减低了裂解炉的运行成本。

技术特征：

1.一种裂解炉助燃富氧装置，包括氧氮分离器、管道和阀门；其特征在于：所述氧氮分离器为两台，每台所述氧氮分离器内布置有沸石分子筛；所述管道包括与氧氮分离器连接的进气管、出气管、氮气管和集气管，以及空气主管、送氧管、送氮管；所述阀门包括换向阀ⅰ、换向阀ⅱ和氮气阀；所述换向阀ⅰ的进口连接空气主管，两个出口分别连接两台氧氮分离器的进气管；所述换向阀ⅱ的出口连接送氧管，两个进口分别连接两台氧氮分离器的出气管；所述氮气管的一端安装在氧氮分离器的侧部，一端连接集气管，两个所述集气管通过氮气阀连接送氮管。

2.根据权利要求1所述的一种裂解炉助燃富氧装置，其特征在于：所述沸石分子筛为两层。

3.根据权利要求1所述的一种裂解炉助燃富氧装置，其特征在于：所述换向阀ⅰ和换向阀ⅱ结构相同，包括阀体、阀板、转轴、密封圈、轴承座、推杆；所述轴承座固定在阀体上、密封阀体、与转轴通过轴承转动连接；所述阀板在阀体内与转轴固定连接，所述推杆在阀体外与转轴固定连接；所述阀板的两侧，固定连接密封圈，所述密封圈与进气管或出气管的法兰盘配合密封；所述阀体铰链接驱动缸ⅰ或驱动缸ⅱ，所述驱动缸ⅰ的缸杆、以及驱动缸ⅱ的缸杆与推杆铰链接。

4.根据权利要求3所述的一种裂解炉助燃富氧装置，其特征在于：所述换向阀ⅰ的推杆和换向阀ⅱ的推杆用连扳连接，两个所述推杆穿过连扳的长孔，与连扳活动连接，所述连扳连接驱动缸ⅲ的缸杆，所述驱动缸ⅲ替代驱动缸ⅰ和驱动缸ⅱ。

5.根据权利要求4所述的一种裂解炉助燃富氧装置，其特征在于：所述驱动缸ⅲ的缸杆与连扳球面活动连接；所述缸杆的端部为球体，所述球体与连扳上的球形凹槽配合，所述连扳固定连接压板，所述压板将该球体锁定在球形凹槽内。

技术总结本技术公开了一种裂解炉助燃富氧装置。该装置包括两台交替作业的氧氮分离器，氧氮分离器内布置有沸石分子筛。换向阀Ⅰ进口连接空气主管，两个出口连接氧氮分离器的进气管。换向阀Ⅱ出口连接送氧管，两个进口连接氧氮分离器的出气管。氮气管的一端安装在氧氮分离器的侧部，一端连接集气管，两个集气管通过氮气阀连接送氮管。换向阀阀体上安装与转轴转动连接的轴承座，阀板和推杆分别在阀体内外与转轴固定连接，阀板两侧固定密封圈，驱动缸缸杆与推杆铰链接。本技术利用沸石分子筛吸附氮气，增加助燃氧气含量，提高了热量利用效率，生产出纯度较高的氮气副产物。技术研发人员：陆尧,马帅,戴峻,嵇春雷,施元杰,孙溢受保护的技术使用者：卓然（靖江）设备制造有限公司技术研发日：20231127技术公布日：2024/11/7