一种空气分离系统的制作方法

本实用新型涉及一种冶金行业制氧设备，特别是一种空气分离系统。

背景技术：

炼钢的过程会使用到大量的氧气，氧气会氧化钢铁中的杂质，形成气体或矿渣，漂浮在钢铁表面，这样会把影响钢铁性能的磷、硫、碳都会控制在一定范围内，因此制取氧气是炼钢厂的主要生产程序，为了得到稳定的氧气供给，钢厂需要一套空气分离系统，在空气分离系统运行过程中会产生氮气不凝气，这些不凝气在下塔顶部、换热器组氮侧通道以及连接换热器与下塔顶部的管道中大量集聚，最终造成系统运行时换热器效率大幅降低而影响氧气产量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种空气分离系统，可以在炼钢过程中提供氧气，此系统解决了氮气不凝气在系统中凝聚而影响制氧效率的问题，从而提升了生产效率。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种空气分离系统设有空压机、氮水预冷系统、过冷器、冷塔装置、管路固定架装置和连接管路；所述空压机、氮气预冷系统、过冷器、冷塔装置依次布置在工作场地内，通过连接管路连接；所述冷塔装置设有冷塔、换热器、隔温材料、下塔封头、分子筛吸附装置，所述冷塔为圆柱形罐状体，所述冷塔被下塔封头分割为上下两部分，上部分为上塔，下部分为下塔；所述换热器位于上塔底部，周围填充隔热材料；所述分子筛吸附装置位于下塔底部；所述连接管路包括第一竖管、第二竖管、第三竖管、下塔至换热器管路和空气管路，所述第一竖管、第二竖管和第三竖管均与它们下端的水平管路垂直连接，均位于水平管路的正上方；所述管路固定架装置包括管路固定架、转动手柄、丝杠和丝杠固定座，所述管路固定架水平安装固定在地面上，所述丝杠通过丝杠固定座固定在管路固定架的上端，所述丝杠里外各一个，丝杠的一端顶紧第二竖管的表面，另一端安装转动手柄，借助垂直测量仪器，保证第二竖管的垂直度。

上述实用新型所述分子筛吸附装置的层数不低于3层。

上述实用新型所述第一竖管、第三竖管和位于它们下方的水平管路组成u型弯形状的管路。

有益效果

本实用新型具有如下优点：

在制氧生产过程中，氮气不凝气随着氮气进入换热器并逐渐聚集，最终不凝气将在下塔顶部、换热器组氮侧通道、及连接换热器与下塔顶部的氮侧管道中大量集聚，最终造成系统运行时换热器效率大幅降低而影响氧气产量。本实用新型设有保证第二竖管垂直的管路固定架，可随时调整，保证管路的垂直状态，这样就会将随液氮进入下塔回流液的氮气不凝气自动排入上塔，避免系统运行时不凝气占据换热器换热面积而降低制氧效率。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

图2是本实用新型的俯视图。

图3是第二竖管和底部水平管连接处示意图。

图中各标号分别表示为：1、空压机，2、氮水预冷系统，3、第一竖管，4、管路固定架，5、转动手柄，6、第二竖管，7、过冷器,8、冷塔，9、换热器，10、隔温材料，11、下塔封头，12、下塔至换热器管路，13、分子筛吸附装置，14、空气管路，15、丝杠，16、丝杠固定座，17、第三竖管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型的空气分离系统，设有空压机1、氮水预冷系统2、过冷器7、冷塔装置、管路固定架装置和连接管路；所述空压机、氮气预冷系统、过冷器、冷塔装置依次布置在工作场地内，通过连接管路连接；所述冷塔装置设有冷塔8、换热器9、隔温材料10、下塔封头11、分子筛吸附装置13，所述冷塔为圆柱形罐状体，所述冷塔被下塔封头分割为上下两部分，上部分为上塔，下部分为下塔；所述换热器位于上塔底部，周围填充隔热材料；所述分子筛吸附装置位于下塔底部；所述连接管路包括第一竖管3、第二竖管6、第三竖管17、下塔至换热器管路12和空气管路14，所述第一竖管、第二竖管和第三竖管均与它们下端的水平管路垂直连接，均位于水平管路的正上方；所述管路固定架装置包括管路固定架4、转动手柄5、丝杠15和丝杠固定座16，所述管路固定架水平安装固定在地面上，所述丝杠通过丝杠固定座固定在管路固定架的上端，所述丝杠里外各一个，丝杠的一端顶紧第二竖管的表面，另一端安装转动手柄，借助垂直测量仪器，可随时调整，保证氮气去上塔管路的垂直度。

本实用新型的空气分离系统，所述分子筛吸附装置13的层数不低于3层。

本实用新型的空气分离系统，所述第一竖管3、第三竖管17和位于它们下方的水平管路组成u型弯形状的管路。

本实用新型的空气分离装置工作过程为：空气经过空压机过滤器滤掉灰尘后进入空压机1进行压缩，经过空气管路14，进入淡水预冷系统2，被冷却至8-12摄氏度，随后被冷却的空气进入分子筛吸附装置13，在分子筛装置中吸附掉空气中的水分、二氧化碳和大部分碳氢化合物，随后出分子筛吸附装置较洁净的空气经过下塔至换热器管路12进入冷塔8内的换热器9，与反流产品气进行换热被冷却至饱和温度，此时析出氮气，随后氮气进入第一竖管3，在u型弯最低处氮气分为两路，一路继续沿水平管路经过第三竖管17到达分子筛吸附装置13处，另一路沿第二竖管6，到达过冷器7，在过冷器7经过换热后进入上塔；另一方面，空气在下塔经过初步分离得到中间产品纯氮气和富氧，纯氮气和富氧在换热器9与上塔液氧换热液化后大部分回流下塔，小部分与富氧液空一起进入过冷器7被反流低压低温氮气、污氮气换热过冷并节流后进入上塔顶部、中部，最终在上塔顶部得到产品氮气、上塔中上部得到产品污氮气、上塔下部得到产品氧气。运行过程中，u型弯能起到液封作用，避免下塔顶部氮气从下塔液氮流入口处反串进液氮去上塔管道，同时第二竖管6设置在u型弯最低处正上方且垂直设置，其垂直度由管路固定架装置保证；如图3所示，液氮进入下塔回流的氮气不凝气自动排入上塔，避免调纯时占据换热器换热面积而降低制氧效率。

技术特征：

1.一种空气分离系统，其特征在于：所述空气分离系统设有空压机(1)、氮水预冷系统(2)、过冷器(7)、冷塔装置、管路固定架装置和连接管路；所述空压机、氮气预冷系统、过冷器、冷塔装置依次布置在工作场地内，通过连接管路连接；所述冷塔装置设有冷塔(8)、换热器(9)、隔温材料(10)、下塔封头(11)、分子筛吸附装置(13)，所述冷塔为圆柱形罐状体，所述冷塔被下塔封头分割为上下两部分，上部分为上塔，下部分为下塔；所述换热器位于上塔底部，周围填充隔热材料；所述分子筛吸附装置位于下塔底部；所述连接管路包括第一竖管(3)、第二竖管(6)、第三竖管(17)、下塔至换热器管路(12)和空气管路(14)，所述第一竖管、第二竖管和第三竖管均与它们下端的水平管路垂直连接，均位于水平管路的正上方；所述管路固定架装置包括管路固定架(4)、转动手柄(5)、丝杠(15)和丝杠固定座(16)，所述管路固定架水平安装固定在地面上，所述丝杠通过丝杠固定座固定在管路固定架的上端，所述丝杠里外各一个，丝杠的一端顶紧第二竖管的表面，另一端安装转动手柄，借助垂直测量仪器，保证第二竖管的垂直度。

2.根据权利要求1所述的空气分离系统，其特征在于：所述分子筛吸附装置(13)的层数不低于3层。

3.根据权利要求2所述的空气分离系统，其特征在于：所述第一竖管(3)、第三竖管(17)和位于它们下方的水平管路组成u型弯形状的管路。

技术总结
一种空气分离系统设有空压机、氮水预冷系统、过冷器、冷塔装置、管路固定架装置和连接管路；所述冷塔装置设有冷塔、换热器、隔温材料、下塔封头、分子筛吸附装置，所述连接管路包括第一竖管、第二竖管、第三竖管、下塔至换热器管路和空气管路，所述第一竖管、第二竖管和第三竖管均与它们下端的水平管路垂直连接，均位于水平管路的正上方；所述管路固定架装置包括管路固定架、转动手柄、丝杠和丝杠固定座；本实用新型设有保证第二竖管垂直的管路固定架，可随时调整，保证管路的垂直状态，这样就会将随液氮进入下塔回流液的氮气不凝气自动排入上塔，避免系统运行时占据换热器换热面积而降低制氧效率。

技术研发人员：王建国
受保护的技术使用者：河北鑫达钢铁集团有限公司
技术研发日：2020.08.14
技术公布日：2021.06.22