一種提高分子篩純化器再生性能的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于低溫空氣分離法制氧領域，涉及大型空分設備對空氣進行凈化的分子篩純化系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代低溫空氣分離制氧技術，幾乎全部采用分子篩純化器來凈化空氣，目的是為了去除空氣中所含的水蒸氣、二氧化碳、乙炔及其它碳氫化合物，加工空氣通過分子篩一次性的吸附與凈化，就能達到空氣分離的工藝要求。
[0003]分子篩純化器的工作原理是:為了不間斷地對加工空氣進行凈化，分子篩純化系統(tǒng)設置有兩只分子篩純化器，一只進行吸附，另一只進行再生。再生過程分四步進行，包括降壓、加熱、冷吹和升壓。再生過程是為了清除吸附過程中吸附在分子篩表面達到飽和的水蒸氣、二氧化碳、乙炔等雜質，使分子篩重新獲得吸附能力。分子篩加熱后期，隨脫附熱的減少，床層溫度上升，冷吹時，床層自上而下，溫度依次升高，冷吹過程結束重新投入使用時，床層下部較高的溫度隨氣流帶到分子篩出口，分子篩吸附水分和二氧化碳的同時，放出大量吸附熱，二者疊加，造成分子篩出口溫度大幅升高，導致空分裝置冷損加大。此外，由于乙炔及其它碳氫化合物在空分裝置中積聚會引起爆炸，所以分子篩吸附性能的好壞直接影響到空分裝置的安全。因此，盡可能地優(yōu)化再生過程各環(huán)節(jié)，不僅可以延長分子篩吸附器的壽命，更重要的是可以提高分子篩的吸附能力，將加工空氣中有害雜質的含量控制在工藝要求范圍內，確?？辗盅b置安全運行。目前，對分子篩進行加熱和冷吹的再生氣都是選用干凈且干燥的污氮氣，因其用于分子篩的再生，因此在此工藝過程中也稱之為“再生氣”。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的問題是提供一種提高分子篩純化器再生性能的裝置，通過在原有分子篩再生氣管路上添加一路產品液氮旁路，使霧化的產品液氮與再生污氮氣混合，降低了現(xiàn)有工藝“再生氣”的溫度，形成溫度較低的冷吹氣體，從而減少了分子篩床層冷吹后殘存的熱量，降低了分子篩重新投入使用時的出口空氣溫度，達到減少冷損，同時提高分子篩純化器吸附能力的目的。
[0005]本實用新型所述的一種提高分子篩純化器再生性能的裝置，包括現(xiàn)有技術分子篩再生氣管路，所述管路上依次連接有再生污氮氣入口、分子篩再生氣進口閥、再生氣流量計、再生氣分子篩入口溫度計、再生氣分子篩出口溫度計、分子篩純化器、再生氣排放出口 ；還包括產品液氮旁路，所述旁路上依次連接有產品液氮管道入口、液氮管路流量控制閥，所述產品液氮旁路的管道出口端與分子篩再生氣管路連接，接頭位于再生氣流量計與再生氣分子篩入口溫度計之間。由于液氮溫度在-196° C以下，所以新增的產品液氮旁路全部采用不銹鋼管道。
[0006]出于安全考慮，本實用新型還包括在所述再生氣流量計與再生氣分子篩入口溫度計之間增設一段不銹鋼管道，與所述產品液氮旁路的管道出口端相連接，以避免原有再生氣管路與液氮旁路的管道出口接頭處溫度過低導致管道破裂。
[0007]同時為了使液氮快速氣化與再生氣均勻混合，本實用新型還包括在所述產品液氮旁路的管道出口端設置一個液氮霧化裝置，與所述不銹鋼液氮汽化管道連接；
[0008]此外，為了更精確地控制液氮使用量，在所述液氮管路流量控制閥與再生氣分子篩入口溫度計之間還設置有聯(lián)動控制機構，液氮管路流量控制閥可以根據(jù)再生氣分子篩入口溫度的設定值自動接通或斷開。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型一種提高分子篩純化器再生性能的裝置的結構示意圖；
[0010]10.分子篩再生氣管路；11.再生污氮氣入口 ；12.分子篩再生氣進口閥；13.再生氣流量計；14.再生氣分子篩入口溫度計；15.再生氣分子篩出口溫度計；16.再生氣排放出口 ；20.新增產品液氮旁路；21.產品液氮管道入口 ；22.不銹鋼液氮汽化管道；23.液氮管路流量控制閥；24.液氮霧化裝置；30.分子篩純化器。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，針對與40000m3/h制氧機配套的臥式分子篩純化器，本實用新型實施例提供了一種提高分子篩純化器再生性能的裝置。
[0012]所述裝置包括現(xiàn)有分子篩再生氣管路10，所述管路10上依次連接有再生污氮氣入口 11、分子篩再生氣進口閥12、再生氣流量計13、再生氣分子篩入口溫度計14、再生氣分子篩出口溫度計15、分子篩純化器30、再生氣排放出口 16，此外，從制氧機液氮產品輸送管道上，引入一根50 mm的不銹鋼液氮管道接入上述再生氣流量計13與再生氣分子篩入口溫度計14之間，形成新增的產品液氮旁路20，所述旁路20上依次連接有產品液氮管道入口21、液氮管路流量控制閥23。
[0013]出于安全考慮，本實施例還在所述再生氣流量計13與再生氣分子篩入口溫度計14之間增設一段長15m與所述再生氣管路10同直徑的的不銹鋼液氮汽化管道22，與所述產品液氮旁路20的管道出口端相連接，以避免原有再生氣管路10與液氮旁路20的管道出口接頭處溫度過低導致管道破裂。
[0014]同時為了使液氮快速氣化與再生氣均勻混合，本實施例在所述產品液氮旁路的管道出口端設置一個液氮霧化噴射器作為液氮霧化裝置24，與所述不銹鋼液氮汽化管道22連接；液氮霧化裝置也可采用其它形式，達到液氮充分氣化的目的。
[0015]本實施例還在液氮管路流量控制閥23與再生氣分子篩入口溫度計14之間設置了聯(lián)動控制機構。將閥門23動作開度由分子篩入口溫度計14的溫度點控制，高限設定在25°C，低限設定在10°C，當分子篩再生冷吹剩30分鐘時，分子篩入口溫度計14的溫度點在25°C時(制氧機正常運行時，此點溫度均在25°C以上)，自動開啟流量控制閥23，低溫液氮汽化后與污氮氣混合，降低了分子篩再生時的冷吹溫度；當分子篩入口溫度計14的溫度點降到10°C時，流量控制閥23自動關閉，停止低溫液氮的供給，只使用常溫污氮氣進行冷吹。
[0016]本實施例提高分子篩純化器再生性能的裝置，管線設計簡單、緊湊，投資費用和運行成本都較低，且操作方便、安全可靠，由于分子篩吸附和再生能力的提高，該裝置同時也使分子篩吸附劑的使用周期得以延長，預計可延長分子篩使用壽命2-5年。此外，該裝置實施半年以來，通過監(jiān)控對比發(fā)現(xiàn)，產品空氣出分子篩純化器二氧化碳平均含量從實施前的
0.12ppm降至實施后的0.07ppm，分子篩再生后初期使用時，產品空氣分子篩出口平均溫度也從實施前的35.5°C降至實施后的32.7°C，減少了產品空氣進空分裝置的冷損，從而降低了裝置能耗。
【主權項】
1.一種提高分子篩純化器再生性能的裝置，包括:分子篩再生氣管路(10)，所述管路(10)上依次連接有再生污氮氣入口( 11)、分子篩再生氣進口閥(12)、再生氣流量計(13)、再生氣分子篩入口溫度計(14)、再生氣分子篩出口溫度計(15)、分子篩純化器(30)、再生氣排放出口(16)，其特征在于:還包括產品液氮旁路(20)，所述旁路(20)上依次連接有產品液氮管道入口(21)、液氮管路流量控制閥(23)，所述產品液氮旁路(20)管道出口端與分子篩再生氣管路(10)連接，接頭位于再生氣流量計(13)與再生氣分子篩入口溫度計(14)之間。2.根據(jù)權利要求1所述的提高分子篩純化器再生性能的裝置，其特征在于:將一段不銹鋼液氮汽化管道(22)設置于再生氣流量計(13)和再生氣分子篩入口溫度計(14)之間，與產品液氮旁路(20)的管道出口端連接。3.根據(jù)權利要求2所述的提高分子篩純化器再生性能的裝置，其特征在于:一種液氮霧化裝置(24 )設置在產品液氮旁路(20 )的管道出口端，與不銹鋼液氮汽化管道(22 )連接。4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的提高分子篩純化器再生性能的裝置，其特征在于?廉氮管路流量控制閥(23)與再生氣分子篩入口溫度計(14)之間設置有聯(lián)動控制機構。
【專利摘要】本實用新型公開了一種提高分子篩純化器再生性能的裝置，所述裝置包括在現(xiàn)有分子篩再生氣管路上增加一路產品液氮旁路，所述旁路上依次連接有產品液氮管道入口、液氮管路流量控制閥，所述產品液氮旁路管道出口端與現(xiàn)有分子篩再生氣管路連接，接頭位于再生氣流量計與再生氣分子篩入口溫度計之間，還包括將一段不銹鋼液氮汽化管道設置于再生氣流量計和再生氣分子篩入口溫度計之間，還包括將一種液氮霧化噴嘴設置于產品液氮旁路的管道出口端，與上述不銹鋼液氮汽化管道連接；此外，上述液氮管路流量控制閥與再生氣分子篩入口溫度計之間設置有聯(lián)動控制機構。該裝置提高了分子篩的再生性能和吸附能力，并延長了分子篩吸附劑的使用壽命。
【IPC分類】C01B13/02
【公開號】CN204625182
【申請?zhí)枴緾N201520171411
【發(fā)明人】李輝, 袁苑, 劉江淮, 沈冰, 程謙勝, 石成軍, 陳韜
【申請人】馬鋼(集團)控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年3月26日