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CN102052105A - 膨胀机的制动方法及一种空分装置 - Google Patents

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CN102052105A CN2010106184725A CN201010618472A CN102052105A CN 102052105 A CN102052105 A CN 102052105A CN 2010106184725 A CN2010106184725 A CN 2010106184725A CN 201010618472 A CN201010618472 A CN 201010618472A CN 102052105 A CN102052105 A CN 102052105A
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Abstract

本发明公开了一种膨胀机的制动方法，其特征在于，利用空分装置生产的气体作为膨胀机的制动气体。本发明方法避免了大气环境对膨胀机制动操作的影响，从此可以全年可以不停膨胀机，不影响产冷量；膨胀机的运行状态更加可靠，实现了免维护的目标。制动后的洁净气体依然可以输入纯化器内继续利用。在制动过程中产生的热量可以再次利用，纯化器所需要的电耗减少，可以达到达到节能、节省空滤器、免维护的三重目的。

Description

膨胀机的制动方法及一种空分装置
技术领域
本发明涉及一种膨胀机的制动方法及一种空分装置。
背景技术
小型膨胀机的转速通常为每分钟几千到几万转，膨胀机的转子利用轴瓦形成的角度，让干净的空气具备托浮的力量，让高速旋转的轴悬浮在轴瓦中间，而高速运转的轴必须有合适的制动的方式。
对这类气体托浮轴瓦而言，现有技术常采用空气制动。由于转速很高，作为制动的空气就必须非常干净，否则空气中的颗粒进入高速旋转的叶轮上，就容易损坏叶轮、破坏动平衡。因此常规的工艺就是在制动空气的进口处，安装高精度的空气过滤器。
这种方法的缺点是容易受环境影响，如空气污浊或者下雨天，都会影响空气的洁净程度，对空气过滤装置的要求升高，增加了运行成本。如过滤不彻底，还会影响膨胀机的制动。
空气分离装置，简称空分装置，一般是采用低温空气分离技术。低温空气分离技术是指：先对空气进行压缩、纯化、膨胀降温直至冷却到液化，利用空气中不同组分(氧、氮等)的沸点不同，对空气进行多次的部分蒸发和部分冷凝，从而把氧、氮等组分精馏分离的技术。
现有的空分装置中，纯化器工作时需要使用电加热器进行加热。纯化器的体积取决于与电加热器的体积。纯化器内的分子筛横截面积需要与纯化器内腔相配合。纯化器体积越大，需要的分子筛也越大。纯化器使用后需要使用洁净的气体进行再生处理。因为，当空气流入吸附剂时，开始只有底部区域的吸附剂参加吸附，称为吸附区，上部的吸附剂尚未参加吸附，分子筛出口水分含量为零。随着通气时间增加，下部吸附剂吸附容量饱和，吸附区上移，吸附剂不能有效将空气中的水分全部吸附掉，这时候需要吸附剂进行再生，再生分为两个阶段：首先是加温解析，然后是冷吹。
现有技术中的空分装置，其生产的洁净气体要么用于输往用气地点用于比如作为化学反应等保护气体等主要用途，要么用于纯化器再生，很难有剩余气体。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可避免浪费，且可以为膨胀机提供洁净气体的膨胀机的制动方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
膨胀机的制动方法，其特征在于，利用空分装置生产的气体作为膨胀机的制动气体。
优选地是，利用空分装置生产的氮气作为膨胀机的制动气体。
优选地是，利用其它用途使用剩余的氮气作为膨胀机的制动气体。所述其它用途是指非用于膨胀机制动的用途，比如输往用气地点作为化学反应保护气体的用途和用于纯化器再生的用途。
优选地是，所述利用空分装置生产的气体是空气经过压缩、纯化、精馏处理后所产生的气体。
优选地是，空气进行压缩处理之后、纯化处理之前，进行脱水处理。
优选地是，经纯化处理之后，空气中的颗粒粒度小于3微米。
优选地是，在精馏塔内对空气进行精馏处理，处理温度小于等于-180℃。
优选地是，精馏产生的气体，通过膨胀回收压力能后送往膨胀机制动。
优选地是，所述的预脱水处理是使用冷冻机对空气进行脱水处理。
优选地是，用于膨胀机制动后的气体输入纯化器内用于纯化器再生。
本发明的另一个目的是提供一种空分装置，包括纯化器和精馏塔，纯化器与精馏塔联通，其特征在于，还包括降温装置与纯化器联通，经降温装置处理后的空气可输往纯化器；所述的精馏塔与膨胀机联通，精馏塔生产的气体可输往膨胀机；膨胀机与纯化器联通，膨胀机内的膨胀制动气体可输往纯化器
本发明具有如下优点：避免了大气环境对膨胀机制动操作的影响，从此可以全年可以不停膨胀机，不影响产冷量；膨胀机的运行状态更加可靠，实现了免维护的目标。制动后的洁净气体依然可以输入纯化器内继续利用。在制动过程中产生的热量可以再次利用，纯化器所需要的电耗减少，可以达到达到节能、节省空滤器、免维护的三重目的。
附图说明
图1为本发明方法中的膨胀机制动原理图。
图2为本发明中的空分装置结构示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施进行详细说明：
以空分装置生产的氮气作为膨胀机制动气体为例说明。
如图1和图2所示，空气经压缩机压缩后达到设定的压力，压力数值根据实际生产要求确定。
然后采用降温装置进行预脱水处理，使空气进行降温以除水，提高进入精馏塔的空气质量。降温装置可采用空冷塔、水冷塔、冷水泵和冷冻机中的一种或几种组合使用。经预脱水后空气温度降低到5-6度，密度增大，含水量变少。
再进行纯化处理，空气从纯化器下部进入，先由活性氧化铝将其所含的大部分水分吸附掉，然后再由分子筛吸附二氧化碳、乙炔和其它碳氢化合物。
经过预脱水、纯化后的空气，其灰尘颗粒度小于3微米。
经纯化处理的洁净气体进入精馏塔内在-180℃温度下进行精馏处理。空气经精馏处理后，可分离出纯氮气，生产的纯氮气主要送往用气地点以供使用，另一部分送往纯化装置用于纯化装置再生。超出使用量的剩余废氮气压力能经回收后，输往膨胀机作为膨胀机的制动气体。剩余废氮气的压力能不回收也可以实现本发明的目的。
经过精馏处理后产生的废氮气，其纯净度较高，不会含有大颗粒灰尘，送往膨胀机作为制动气体可以满足使用要求。既避免了膨胀机制动受环境影响，又回收了氮气产品，可节约成本。
作为膨胀机制动气体使用后的废氮气，其温度升高，具有一定的热能。输往纯化器内后，可用于纯化器再生。
本发明采用降温装置降低空气中的含水量，因此，可降低纯化器的脱水能力要求。相应地，纯化器内的电加热器将减小，纯化器体积可以减小。减小体积后的纯化器，其分子筛也可相应减小，纯化器再生所需要的洁净废氮气体自然也少了。因此，精馏装置产生的氮气可以有一部分剩余，从而可以为膨胀机提供制动的气体。
从总体的情况看，本发明采用剩余的洁净废氮气作为膨胀机的制动气体。总能耗有所降低，因为增加的降温装置电耗小于减少的电加热器电耗，且制动后的洁净废氮气体为热态废氮气体可再次用于纯化再生，可相对减小纯化所用电加热器的电耗。纯化器体积减小、分子筛用量也减少，因此设备制造费用也有所降低的基础上，为利用洁净的废氮气体创造了条件。
将多余的废氮气体用于小型膨胀机的制动，取消了空气过滤器，不仅避免了空气过滤器的消耗，更重要的是完全让环境因素与膨胀机能否正常运行无关。从而真正解决问题，实现了重要的突破。
本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。

Claims (11)

1.膨胀机的制动方法，其特征在于，利用空分装置生产的气体作为膨胀机的制动气体。
2.根据权利要求1所述的膨胀机的制动方法，其特征在于，利用空分装置生产的氮气作为膨胀机的制动气体。
3.根据权利要求2所述的膨胀机的制动方法，其特征在于，利用其它用途使用剩余的氮气作为膨胀机的制动气体。
4.根据权利要求1所述的膨胀机的制动方法，其特征在于，所述利用空分装置生产的气体是空气经过压缩、纯化、精馏处理后所产生的气体。
5.根据权利要求5所述的膨胀机的制动方法，其特征在于，空气进行压缩处理之后、纯化处理之前，进行脱水处理。
6.根据权利要求5或6所述的膨胀机的制动方法，其特征在于，经纯化处理之后，空气中的颗粒粒度小于3微米。
7.根据权利要求5所述的膨胀机的制动方法，其特征在于，在精馏塔内对空气进行精馏处理，处理温度小于等于-180℃。
8.根据权利要求5所述的膨胀机的制动方法，其特征在于，精馏产生的气体，通过膨胀回收压力能后送往膨胀机制动。
9.根据权利要求5所述的膨胀机的制动方法，其特征在于，所述的预脱水处理是使用降温装置对空气进行脱水处理。
10.根据权利要求1所述的膨胀机的制动方法，其特征在于，用于膨胀机制动后的气体输入纯化器内用于纯化器再生。
11.一种空分装置，包括纯化器和精馏塔，纯化器与精馏塔联通，其特征在于，还包括降温装置与纯化器联通，经降温装置处理后的空气可输往纯化器；所述的精馏塔与膨胀机联通，精馏塔生产的气体可输往膨胀机；膨胀机与纯化器联通，膨胀机内的膨胀制动气体可输往纯化器。
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