浮法玻璃窯爐氮?dú)獗Ｗo(hù)和全氧燃燒用氣體一體化制備裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及空氣分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一體化制備浮法玻璃窯爐氮?dú)獗Ｗo(hù)和全氧燃燒用氮?dú)夂脱鯕獾难b置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國玻璃工業(yè)總產(chǎn)量已位居世界首列。我國現(xiàn)在擁有浮法玻璃生產(chǎn)線140多條，其中至少有100余條采用重油作為燃料，然而隨著重油價(jià)格的持續(xù)上漲，燃料在玻璃制造成本中所占的比例越來越大。所以，在玻璃熔制工藝中，提高燃燒效率和降低能源成本，是行業(yè)的重大課題之一。在傳統(tǒng)玻璃熔制工藝中，是以空氣作為助燃?xì)怏w，而占空氣約79%多的氮?dú)鈪s對燃燒過程毫無益處。不僅如此，由于氮?dú)獠黄鹬甲饔?，大量的氮?dú)饨?jīng)高溫加熱后作為煙氣排入大氣，帶走大量的熱量，造成熱量的損失；而且，氮?dú)庠诟邷叵逻€會(huì)與氧氣反應(yīng)生成NO、N02、N2O等有毒氣體，造成環(huán)境污染。此外，在空氣一燃料燃燒系統(tǒng)中，大量煙氣及氮氧化物在經(jīng)過蓄熱室、煙囪等設(shè)備的過程中不僅能攜帶更多的粉塵，對環(huán)保不利，而且很容易沖蝕這些設(shè)備而減少其壽命。隨著國家對環(huán)保、節(jié)能等方面的重視，迫切需要一項(xiàng)新的浮法玻璃窯燃燒技術(shù)來代替原有的空氣助燃技術(shù)。而全氧燃燒技術(shù)正是符合節(jié)能、環(huán)保和高熔化質(zhì)量的有效手段，被譽(yù)為玻璃熔制技術(shù)的第二次革命。
[0003]所謂全氧燃燒就是以純氧(純度從90% -100% )代替空氣，經(jīng)過調(diào)壓后，以一定的流量送入窯爐，與燃料進(jìn)行燃燒。采用全氧燃燒技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、減少NOx排放、顯著提高玻璃質(zhì)量，而且可以減少熔窯的建設(shè)成本、延長熔窯使用壽命、降低生產(chǎn)成本，是企業(yè)節(jié)能降耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量、取得良好經(jīng)濟(jì)效益的有效措施。
[0004]浮法玻璃窯爐需要一定壓力的低純度氧氣來供全氧燃燒，同時(shí)也需要大量一定壓力的氮?dú)鈦碛米鞯獨(dú)獗Ｗo(hù)。目前，采用空分進(jìn)行制備氮?dú)夂脱鯕?，制備工藝多為雙塔內(nèi)壓縮，流程形式相對復(fù)雜，氧氣和氮?dú)饬慷急容^大，需要配置原料空壓機(jī)，循環(huán)增壓機(jī)，液體栗，高壓換熱器等設(shè)備，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型目的是提供一體化制備浮法玻璃窯爐氮?dú)獗Ｗo(hù)和全氧燃燒用氮?dú)夂脱鯕獾难b置，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種一體化制備浮法玻璃窯爐氮?dú)獗Ｗo(hù)和全氧燃燒用氮?dú)夂脱鯕獾难b置，包括:過濾器、透平空氣壓縮機(jī)、冷凍機(jī)、交替使用的分子篩吸附器、電加熱器、主換熱器、氮塔、主冷凝蒸發(fā)器、氧塔、冷凝器、過冷器、膨脹機(jī)、冷箱；其中，過濾器、透平空氣壓縮機(jī)、冷凍機(jī)、交替使用的分子篩吸附器、電加熱器設(shè)置于冷箱外，主換熱器、氮塔、主冷凝蒸發(fā)器、氧塔、冷凝器、過冷器、膨脹機(jī)設(shè)置于冷箱內(nèi)，主冷凝蒸發(fā)器設(shè)置于氮塔上方，冷凝器設(shè)置于氧塔下方；
[0008]過濾器、透平空氣壓縮機(jī)、冷凍機(jī)、交替使用的分子篩吸附器、主換熱器依次連接，主換熱器再和氮塔底部的原料空氣進(jìn)口連接；
[0009]氮塔頂部的帶壓氮?dú)獬隹诜謩e和主換熱器、主冷凝蒸發(fā)器、冷凝器連接，氮塔底部的富氧液化空氣出口和過冷器連接，過冷器再和主冷凝蒸發(fā)器連接；主冷凝蒸發(fā)器的帶壓液氮出口和氮塔頂部連接，主冷凝蒸發(fā)器的富氧空氣出口和主換熱器連接，主換熱器、膨脹機(jī)、過冷器、主換熱器、電加熱器、交替使用的分子篩吸附器再依次連接；
[0010]主冷凝蒸發(fā)器的富氧液化空氣出口和氧塔連接，氧塔下部的氧氣出口和過冷器連接，過冷器和主換熱器連接；氧塔的污氮?dú)獬隹诤瓦^冷器連接，過冷器、主換熱器、電加熱器、交替使用的分子篩吸附器再依次連接。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:
[0012]本裝置是針對浮法玻璃窯爐其需要大量一定壓力的氮?dú)鈦碛米鞯獨(dú)獗Ｗo(hù)，同時(shí)也需要一定壓力的全氧來燃燒，以制取高純度壓力氮?dú)鉃橹?，利用多余的冷量來制取一定量的一定壓力、低純度的氧氣。因本裝置制備的氧氣純度低，氧氣可以帶一定壓力出冷箱。本實(shí)用新型裝置和制備流程形式簡單，能夠滿足帶壓氮?dú)庑枨罅看?，并同時(shí)要求部分帶壓氧氣的客戶。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型做更進(jìn)一步地解釋。下列實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，但并不用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。
[0015]—種一體化制備浮法玻璃窯爐氮?dú)獗Ｗo(hù)和全氧燃燒用氮?dú)夂脱鯕獾难b置，如圖1所示，包括:過濾器1、透平空氣壓縮機(jī)2、冷凍機(jī)3、交替使用的分子篩吸附器4、電加熱器5、主換熱器6、氮塔7、主冷凝蒸發(fā)器8、氧塔9、冷凝器10、過冷器11、膨脹機(jī)12、冷箱13 ;其中，過濾器1、透平空氣壓縮機(jī)2、冷凍機(jī)3、交替使用的分子篩吸附器4、電加熱器5設(shè)置于冷箱13外，主換熱器6、氮塔7、主冷凝蒸發(fā)器8、氧塔9、冷凝器10、過冷器11、膨脹機(jī)12設(shè)置于冷箱13內(nèi)，主冷凝蒸發(fā)器8設(shè)置于氮塔7上方，冷凝器10設(shè)置于氧塔9下方；
[0016]過濾器1、透平空氣壓縮機(jī)2、冷凍機(jī)3、交替使用的分子篩吸附器4、主換熱器6依次連接，主換熱器6再和氮塔7底部的原料空氣進(jìn)口連接；
[0017]氮塔7頂部的帶壓氮?dú)獬隹诜謩e和主換熱器6、主冷凝蒸發(fā)器8、冷凝器10連接，氮塔7底部的富氧液化空氣出口和過冷器11連接，過冷器11再和主冷凝蒸發(fā)器8連接；主冷凝蒸發(fā)器8的帶壓液氮出口和氮塔7頂部連接，主冷凝蒸發(fā)器8的富氧空氣出口和主換熱器6連接，主換熱器6、膨脹機(jī)12、過冷器11、主換熱器6、電加熱器5、交替使用的分子篩吸附器4再依次連接；
[0018]主冷凝蒸發(fā)器8的富氧液化空氣出口和氧塔9連接，氧塔9下部的氧氣出口和過冷器11連接，過冷器11和主換熱器6連接；氧塔9的污氮?dú)獬隹诤瓦^冷器11連接，過冷器
11、主換熱器6、電加熱器5、交替使用的分子篩吸附器4再依次連接。
[0019]上述各部件的功能如下:
[0020]過濾器1，用于過濾原料空氣中的灰塵和機(jī)械雜質(zhì)；
[0021]透平空氣壓縮機(jī)2，用于將過濾后的原料空氣壓縮到設(shè)定壓力；
[0022]冷凍機(jī)3，用于將過濾、壓縮后的原料空氣預(yù)冷；
[0023]交替使用的分子篩吸附器4，用于將過濾、壓縮、預(yù)冷后的原料空氣純化，水分、C02、C2H2等物質(zhì)被分子篩吸附而去除；
[0024]主換熱器6，用于將過濾、壓縮、預(yù)冷、純化后的原料空氣冷卻；用于將部分帶壓氮?dú)?、污氮?dú)狻⒀鯕鈴?fù)熱；
[0025]氮塔7，用于將經(jīng)過濾、壓縮、預(yù)冷、純化、冷卻后的原料空氣低溫精餾而分離為帶壓氮?dú)夂透谎跻夯諝獾木s塔；
[0026]主冷凝蒸發(fā)器8，用于將部分帶壓氮?dú)夂筒糠止?jié)流后的富氧液化空氣間接換熱以使帶壓氮?dú)庖夯玫綆阂旱瑫r(shí)使節(jié)流后的富氧液化空氣氣化而得到富氧空氣即污氮?dú)猓?br>[0027]氧塔9，用于將部分節(jié)流后的富氧液化空氣精餾而分離為液氧和污氮?dú)獾木s塔；
[0028]冷凝器10，用于使部分帶壓氮?dú)夂徒?jīng)氧塔精餾后的液氧間接換熱以使液氧氣化，同時(shí)使帶壓氮?dú)饫淠夯玫綆阂旱?br>[0029]過冷器11，用于將富氧液化空氣過冷卻；將污氮?dú)?、氧氣?fù)熱；
[0030]膨脹機(jī)12，用于將富氧空氣膨脹制取裝置必需冷量；
[0031]電加熱器5，用于加熱污氮?dú)庖栽偕肿雍Y吸附器；
[0032]上述裝置用于一體化制備浮法玻璃窯爐氮?dú)獗Ｗo(hù)和全氧燃燒用氮?dú)夂脱鯕獾姆椒?，包括如下步驟:
[0033]步驟一、將原料空氣經(jīng)過濾器I過濾掉灰塵和機(jī)械雜質(zhì)后，進(jìn)入透平空氣壓縮機(jī)2將空氣壓縮到設(shè)定壓力0.6?0.9Mpa ;之后經(jīng)冷凍機(jī)3預(yù)冷后進(jìn)入交替使用的分子篩吸附器4中純化，將水分、CO2, QH2等物質(zhì)去除；
[0034]步驟二、將純化后的原料空氣14部分用于儀表空氣(圖1中未標(biāo)示出)，其余部分進(jìn)入主換熱器6中冷卻至飽和并帶有一定含濕后進(jìn)入氮塔7低溫精餾而分離為帶壓氮?dú)夂透谎跻夯諝猓?br>[0035]步驟三、精餾得到的帶壓氮?dú)獠糠忠鼋?jīng)主換熱器6復(fù)熱后出冷箱13作為帶壓氮?dú)猱a(chǎn)品15，其壓力為5?9barA，純度為3?1ppmO2,部分引出進(jìn)入主冷凝蒸發(fā)器8，其余部分引出進(jìn)入冷凝器10 ;精餾得到的富氧液化空氣經(jīng)過過冷器11過冷后節(jié)流進(jìn)入主冷凝蒸發(fā)器8，部分富氧液化空氣和引入的帶壓氮?dú)忾g接換熱，使帶壓氮?dú)饫鋮s液化為帶壓液氮，帶壓液氮部分出冷箱13作為帶壓液氮產(chǎn)品17，其余部分引入氮塔7作為回流液，富氧液化空氣氣化為富氧空氣即污氮?dú)?，富氧空氣?jīng)過主換熱器6復(fù)熱后進(jìn)入膨脹機(jī)12膨脹為裝置提供必需冷量，再經(jīng)過冷器11、主換熱器6復(fù)熱后出冷箱13作再生氣18用；抽取部分富氧液化空氣進(jìn)入氧塔9;
[0036]步驟四、進(jìn)入氧塔9的富氧液化空氣精餾而分離為液氧和污氮?dú)?，液氧和引入的帶壓氮?dú)忾g接換熱，液氧氣化為氧氣，部分氧氣經(jīng)過冷器11、主換熱器6復(fù)熱后出冷箱13作為氧氣產(chǎn)品16，其壓力為I?3barA，純度為90?95%，帶壓氮?dú)饫鋮s液化為帶壓液氮引入氮塔7作回流液；污氮?dú)饨?jīng)過冷器11、主換熱器6復(fù)熱后出冷箱13作再生氣18用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種浮法玻璃窯爐氮?dú)獗Ｗo(hù)和全氧燃燒用氣體一體化制備裝置，其特征在于，包括:過濾器、透平空氣壓縮機(jī)、冷凍機(jī)、交替使用的分子篩吸附器、電加熱器、主換熱器、氮塔、主冷凝蒸發(fā)器、氧塔、冷凝器、過冷器、膨脹機(jī)、冷箱；其中，過濾器、透平空氣壓縮機(jī)、冷凍機(jī)、交替使用的分子篩吸附器、電加熱器設(shè)置于冷箱外，主換熱器、氮塔、主冷凝蒸發(fā)器、氧塔、冷凝器、過冷器、膨脹機(jī)設(shè)置于冷箱內(nèi)，主冷凝蒸發(fā)器設(shè)置于氮塔上方，冷凝器設(shè)置于氧塔下方； 過濾器、透平空氣壓縮機(jī)、冷凍機(jī)、交替使用的分子篩吸附器、主換熱器依次連接，主換熱器再和氮塔底部的原料空氣進(jìn)口連接； 氮塔頂部的帶壓氮?dú)獬隹诜謩e和主換熱器、主冷凝蒸發(fā)器、冷凝器連接，氮塔底部的富氧液化空氣出口和過冷器連接，過冷器再和主冷凝蒸發(fā)器連接；主冷凝蒸發(fā)器的帶壓液氮出口和氮塔頂部連接，主冷凝蒸發(fā)器的富氧空氣出口和主換熱器連接，主換熱器、膨脹機(jī)、過冷器、主換熱器、電加熱器、交替使用的分子篩吸附器再依次連接； 主冷凝蒸發(fā)器的富氧液化空氣出口和氧塔連接，氧塔下部的氧氣出口和過冷器連接，過冷器和主換熱器連接；氧塔的污氮?dú)獬隹诤瓦^冷器連接，過冷器、主換熱器、電加熱器、交替使用的分子篩吸附器再依次連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種浮法玻璃窯爐氮?dú)獗Ｗo(hù)和全氧燃燒用氣體一體化制備裝置，包括過濾器、透平空氣壓縮機(jī)、冷凍機(jī)、交替使用的分子篩吸附器、電加熱器、主換熱器、氮塔、主冷凝蒸發(fā)器、氧塔、冷凝器、過冷器、膨脹機(jī)和冷箱。本裝置是針對浮法玻璃窯爐其需要大量一定壓力的氮?dú)鈦碛米鞯獨(dú)獗Ｗo(hù)，同時(shí)也需要一定壓力的低純度氧氣來供全氧燃燒，以制取高純度壓力氮?dú)鉃橹?，利用多余的冷量來制取一定量的一定壓力的氧氣。因本裝置制備的氧氣純度低，氧氣可以帶一定壓力出冷箱。本實(shí)用新型裝置和制備流程形式簡單，能夠滿足帶壓氮?dú)庑枨罅看?，并同時(shí)要求部分帶壓氧氣的客戶。
【IPC分類】F25J3/04, F27D7/02
【公開號(hào)】CN204987655
【申請?zhí)枴緾N201520332225
【發(fā)明人】楊正軍, 何森林
【申請人】西亞特工業(yè)氣體科技（杭州）有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年5月21日