[其他]制氧机用增氧器

说明书

本实用新型用于气体分离设备，利用余压增加进入空气分馏塔的气体流量，达到增加氧产量和节能的目的。

以往，空气压力为18×10^－1Mpa，通过节流阀（1）后直接进入分馏塔下塔（C），把压力降为6.5×10^－1Mpa，大部份能量因摩擦而损失掉。

本实用新型在气体分离设备中，能取代节流伐（1），毋需额外的能量，就能增加氧产量，节约能耗。

增氧器由阀（2）、阀（5）和引射器（3）、引射器（4）组成，该引射器由嘴咀（13），引射器体（14）、混合室（15）、垫片（16）和螺母（17）构成。进入分馏塔下塔（C）的高压气流，通过引射器（3），引射器（4）进行膨胀降压，同时将少量的低压气流吸入引射器（3）、引射器（4）并压缩至分馏塔下塔（C）所需的压力，两种气流相混合，就能增加进分馏塔下塔（C）的空气量，因而增加氧的产量。

提高低压气流的压力而不直接消耗机械能，这是引射器最主要的性质，它在氦液化设备中使用过，制氧机上有过类似专利，如西德专利2535489《低沸点气体混合物的分离方法及设备》，但都是以节能为目的，不能增加产量；高压流体为液体，低压流体为气体。本实用新型利用新发现的气体蒸馏规律，即进分馏塔下塔空气的组份中含氮量比一般空气含氮量增加时，那么氧的提取率会提高，本实用新型不仅增加进塔的气体量，还能提高气体的含氮量，因而不仅有节能效果，还能增加氧产量。

本实用新型特别适用于空气压力高于或等于18×10^－1Mpa的高中压带活塞式膨胀机流程的制氧机，例如对已在运转的数千台老设备进行技术改造，可以达到增产和节能，同时也适用于新设计的高、中压流程，如150标准立方米／时制氧机，每小时可增产氧气6－10立方米（5－8万立方米氧一年）。

图1的圆圈为增氧器的示意图。

其工作过程是：关闭节流伐（1）打开阀（2）、将进入分馏塔下塔大于或等于18×10^－1Mpa的空气经管（6）导入引射器（3），就有一股大于或等于1.3×10^－1Mpa的低压氮气沿管（7）被吸入，与空气混合后，升压至3.5×10^－1Mpa，经管（8）进入引射器（4）；打开阀（5），另一股18×10^－1Mpa高压空气沿管线（9）、（10）进入引射器（4），同时将管（8）的气流吸入，再度混合，压力从3.5×10^－1Mpa升高至6.5×10^－1Mpa，流经管（11）、（12）进入分馏塔下塔（C）。如果原来进分馏塔下塔（C）的空气量为1000Nm³／h，其纯度为20.95％O₂，由于增氧器的作用，进塔空气量增加至1032Nm³／h，纯度为20.29％O₂；氧提取率从90.6％提高到93％，氧气产量增加10.7Nm³／h。

图2是引射器示意图，由五种另件组成，即喷嘴（13）、引射器体（14）、混合室（15）、垫片（16）和螺母（17）。高压空气以很高的速度从喷嘴（13）出来后，低压气体从引射器体（14）吸入，在混合室（15）中两股气流相互混合，并发生能量交换，形成一股居中压力的混合流体送出。通过电算，第一级引射器（3）引入的气体，压力从1.3×10^－1Mpa压缩到3.5×10^－1Mpa，引射系数为0.248，第二引射器（4）再次把3.5×10^－1Mpa压缩到6.5×10^－1Mpa，引射系数为0.297，经过验算，可以达到的压缩比均符合要求。

这一例子表明，通过结构简单的增氧器，可在不增加能耗下能够使氧产量增加10M³／h，约合5％左右。

本新型增氧器的另一个优点，就是从上塔来的低压气流，可以从塔顶纯氮中取出，也可以从馏份气中取得，只要它的纯度为80～100％N，范围内都可以达到增产的目的。