[发明专利]一种常温旋流式空气分离装置

说明书

本发明公开一种常温旋流式空气分离装置，包括相互串联的5级旋流分离罐，第4级旋流分离罐上设置的两个净化空气喷嘴连接至用于输送净化空气的空压机；第4级旋流分离罐的低密度流体出口管连接至第5级旋流分离罐的物料进口管，第5级旋流分离罐的低密度流体出口管排出氮气产品；第4级旋流分离罐的高密度流体出口管连接至第3级旋流分离罐的物料进口管；第3级旋流分离罐的高密度流体出口管连接至第2级旋流分离罐的物料进口管，第2级旋流分离罐的低密度流体出口管排出氧气产品；第1级旋流分离罐的高密度流体出口管排出氩气产品。本发明具有高效、低能耗、产品纯度高低可调、无需变温变压即可实现空气分离等优点。

技术领域

本发明涉及空气分离技术领域，具体涉及一种常温旋流式空气分离装置。

背景技术

空气中含有大约20.85％的氧气、78.09％的氮气以及0.932％的氩气体积。氧气，可广泛运用于钢铁切割、富氧助燃、医院用氧、石油化工、电炉炼钢、玻璃生产、造纸、制取臭氧、水产养殖、航空航天等行业；氮气不仅是重要的工业原料之一，且在很多领域可作为惰性气体使用；氩气当然是最优秀的惰性气体。因此，在把空气净化后，如何将其分离成氧气、氮气、氩气就成了一项重要的工业技术。当前，空气分离的主要技术有：①深冷空分法；②变压吸附法；③膜式空分法。其中，①生产能力大、产品纯度高，但投资大、能耗高；③生产能力小，产品纯度低，但投资小、能耗低；②则介于①、③之间。因此有必要另辟蹊径，找到一种投资更小、能耗更低且生产能力大、产品纯度高的新设备、新技术。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种常温旋流式空气分离装置，具有高效、低能耗、产品纯度高低可调、无需变温变压即可实现空气分离等优点。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种常温旋流式空气分离装置，包括相互串联的5级旋流分离罐，旋流分离罐包括中间筒体以及设置在中间筒体上下两端的小圆柱筒，上端的小圆柱筒上设置有低密度流体出口管，下端的小圆柱筒上设置有高密度流体出口管，且中间筒体与上下两端的小圆柱筒之间均通过圆锥筒连接；

第4级旋流分离罐上设置有两个净化空气喷嘴和两个混合气体喷嘴，且净化空气喷嘴与混合气体喷嘴之间间隔设置，两个净化空气喷嘴连接至用于输送净化空气的空压机；

第4级旋流分离罐的低密度流体出口管连接至第5级旋流分离罐的物料进口管，第5级旋流分离罐的低密度流体出口管排出氮气产品；

第4级旋流分离罐的高密度流体出口管连接至第3级旋流分离罐的物料进口管，第3级旋流分离罐的低密度流体出口管和第5级旋流分离罐的高密度流体出口管分别连接至第4级旋流分离罐的两个混合气体喷嘴；

第3级旋流分离罐的高密度流体出口管连接至第2级旋流分离罐的物料进口管，第2级旋流分离罐的低密度流体出口管排出氧气产品；

第2级旋流分离罐的高密度流体出口管连接至第1级旋流分离罐的物料进口管，第1级旋流分离罐的低密度流体出口管与第3级旋流分离罐的高密度流体出口管汇集后连接至第2级旋流分离罐的物料进口管，第1级旋流分离罐的高密度流体出口管排出氩气产品。

作为本发明一种常温旋流式空气分离装置的进一步优化：所述旋流分离罐的物料进口管轴线均沿中间筒体侧壁的切线方向设置，旋流分离罐的低密度流体出口管和高密度流体出口管轴线分别沿小圆柱筒侧壁的切线方向设置。

作为本发明一种常温旋流式空气分离装置的进一步优化：所述第4级旋流分离罐上还设置有套设在中间筒体外部的环形管道，环形管道的进气端连接至用于输送净化空气的空压机，两个净化空气喷嘴的进气端与环形管道连接。

作为本发明一种常温旋流式空气分离装置的进一步优化：所述第5级旋流分离罐的低密度流体出口管、第2级旋流分离罐的低密度流体出口管以及第1级旋流分离罐的高密度流体出口管上依次连接有节流阀、单向阀、三通和探头罐，三通的支管上设置有取样阀门，探头罐上设置有与测定仪相连接的探头。