CN104697290B - 制氧设备中分馏塔多余氮气的回收系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空分行业，具体讲是一种制氧设备中分馏塔多余氮气的回收系统及使用方法，即利用制氧设备中，分馏塔多余的氮气放空，作为压力容器定期检验时，强度及严密性试验介质的使用。在现有技术中压力容器定期检验时，检验单位采用外购氮气瓶向压力容器充入氮气，达到其强度及严密性试验压力，数量相当可观。对于制氧设备除生产氧气外，还生产氮气，其品质好，干燥、纯净，在不用氮气的单位，大多全部放空。本发明是根据制氧设备自身的特点，将氮气放空管加以改造，利用原有的氧压机对管路进行局部改造，使之可以压缩氮气，作为压力容器检验时的试验介质既安全又经济，且管路各接口都有阀门控制，可以留存，待下一周期试验继续使用，一劳永逸。

Description

制氧设备中分馏塔多余氮气的回收系统及使用方法

技术领域

本发明涉及空分行业，具体讲是一种制氧设备中分馏塔多余氮气的回收系统及使用方法，即利用制氧设备中，分馏塔多余的氮气放空，作为压力容器定期检验时，强度及严密性试验介质的使用方法。

背景技术

压力容器作为重要的特种设备，关系到企业生产能否实现安全、稳定、长周期、优质运行，为保证压力容器管理工作的制度化、规范化、有效防止或减少事故发生，氧气站的压力管道及压力容器按照国家《压力容器安全技术监察规程》的规定，定期进行压力容器内、外部检验，之后必须进行强度及严密性试验，采用的介质应为空气或氮气，检验单位大都选用氮气作为试验介质，需要外购氮气瓶向压力容器充入氮气，而氮气瓶的储量有限，一瓶氮气按15MPa计算，容积最多6m³，而氮气瓶常温下的储量只有4.8m³，且低于欲试验的容器压力，气瓶无法再输出氮气，这样氮气瓶中的气体利用率最多只有80％，如检验两个100m³储氧罐至少需要1400瓶氮气，检验两个30m³储氧罐至少需要400瓶氮气，外购氮气瓶的价格加上运输等杂费，每次检验后需氮气瓶的数量、价格相当可观，才能达到其强度及严密性试验压力的要求。对于氧气站设备除生产氧气外，还生产氮气，其品质非常好，干燥、纯净，在不用氮气的单位，大多全部放空，将这部分氮气利用起来，作为压力容器检验后的试验介质既安全又经济。

发明内容

本发明的目的是利用制氧设备中分馏塔多余氮气的回收系统及使用方法，来替代外购氮气瓶向压力容器充入氮气作为试验介质。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种制氧设备中分馏塔多余氮气的回收系统，其特征为：利用制氧设备中，分馏塔多余的氮气放空，作为压力容器定期检验时，强度及严密性试验介质的结构改造；

其系统结构由四部分组成，第一部分从原有分馏塔的氮气放空管，旁通连接一支管加球阀控制氮气流量，氮气管路一直连接至氧压机室，设备原有的氮气再生补充阀继续使用，原有氮气放空阀用时可关闭，原有分馏塔氧气出气阀进入氧气主管道，原有的氧气进入氧压机进气阀关闭；

第二部分将氮气管连接在氧压机原有旁通进气管之前再加一氧压机进氮气球阀控制进氧压机氮气的流量、加一进氧压机管道过滤器清除氮气管路系统杂质、再通过管道原有的过滤器进入氧压机，关闭原有氧气至充瓶阀门，打开原有氧气放空阀，利用氧气放空管作为氮气出口；

第三部分在氧气通往大气放空管下部连接三通，加装控制管路气体放空球阀和进入主管控制总氮气流量的球阀，之后用管路连接法兰连接各支管，分别加管路支撑使之平稳固定；

第四部分从各支管中加四个控制进入氧气罐体氮气流量球阀，通过罐体本身的排空阀，分别进入氧气罐体，控制进入各路试验容器氮气流量，再加装四个试验后的氮气放空及氧气置换球阀，作为试验后的氮气放空及氧气置换阀使用，经实践后完成强度及严密性试验工作，符合规范要求，得到质检部门认可。

制氧设备中分馏塔多余氮气的回收系统的使用方法是：

空分设备可以正常生产，具体步骤：

1)、安装后的氮气管路吹扫：

关闭控制管路气体放空球阀、及各压力容器下部罐体本身的排空阀、关闭原有氧气至充瓶阀门，关闭分馏塔原有氮气放空阀，关闭原有氧气进入氧压机进气阀，打开以下各阀：球阀，进入氧压机进氮气球阀，原有氧气放空阀，及通往压力容器主管控制总氮气流量的球阀、各支管中四个控制进入氧气罐体氮气流量球阀，试验后的氮气放空及氧气置换球阀，之后开氧压机，通氮气进行吹扫，直至管道气体清洁，无杂质，用靶版测试合格为止。

2)、压力容器试验

打开欲打压的压力容器罐体本身的排空阀，原有氧气放空阀、球阀、氧压机进氮气球阀、主管控制总氮气流量的球阀、支管中四个控制进入氧气罐体氮气流量球阀，关闭原有氮气放空阀、原有氧气至充瓶阀门、控制管路气体放空球阀、试验后的氮气放空及氧气置换球阀，之后开氧压机通氮气进行压力容器试验，直至完成规定压力。

3)、泄压置换

按要求达到试验压力并保压，得到质检部门认可后，完成试验工作，停止氧压机、关闭阀6、7、15、18a、18b、18c、18d，打开原有氮气放空阀、及阀14、19a、19b、19c、19d、20a、20b、20c、20d，排空氧气罐体中的氮气，按正常程序进行即可。

本发明具有以下有益效果：

1、利用制氧设备中分馏塔多余氮气的回收系统及使用方法，来替代传统外购氮气瓶向压力容器充入氮气的试验方法，减少大量的资金浪费，经济效益和社会效益显著。

2、本项设计合理，投资少，可以循环使用，一劳永逸。

附图说明

图1：本发明的制氧设备中分馏塔多余氮气的回收系统及使用方法的设计示意图。

图中：1、分馏塔，2、设备原有氮气再生补充阀，3、原有氮气放空阀，4、原有分馏塔氧气出气阀，5、原有氧气进入氧压机进气阀，6、球阀，7、氧压机进氮气球阀，8、进氧压机管道过滤器，9、管道原有的过滤器，10、氧压机，11、原有氧气至充瓶阀门，12、原有氧气放空阀，13、连接三通，14、控制管路气体放空球阀，15、主管控制总氮气流量的球阀，16a、16b管路连接法兰，17a、17b、17c、17d管路支撑，18a、18b、18c、18d控制进入氧气罐体氮气流量球阀，19a、19b、19c、19d试验后的氮气放空及氧气置换球阀，20a、20b、20c、20d罐体本身的排空阀，21a、21b、21c、21d氧气罐体。

具体实施方式

本发明是根据制氧设备自身的特点，将氮气放空管加以改造，利用原有的氧压机对管路进行局部改造，使之可以压缩氮气，作为压力容器检验时的试验介质，既安全又经济。

所述的制氧设备中分馏塔多余氮气的回收系统及使用方法，其系统结构由四部分组成，第一部分从原有分馏塔1的氮气放空管，旁通连接一支管加球阀6控制氮气流量，氮气管路一直连接至氧压机室，设备原有的氮气再生补充阀2继续使用，原有氮气放空阀3用时可关闭，原有分馏塔氧气出气阀4进入氧气主管道，原有氧气进入氧压机进气阀5关闭，(空分行业一般都有多台氧压机，使用其中一台就可以了)。第二部分将氮气管连接在氧压机原有旁通进气管之前再加一球阀7控制进氧压机氮气的流量、加一进氧压机管道过滤器8清除氮气管路系统杂质、再通过管道原有的过滤器9进入氧压机10，关闭原有氧气至充瓶阀门11，打开原有氧气放空阀12，利用氧气放空管作为氮气出口，第三部分在氧气通往大气放空管下部连接三通13，加装控制管路气体放空球阀14和进入主管控制总氮气流量的球阀15，之后用管路连接法兰16a、16b连接各支管，分别加管路支撑17a、17b、17c、17d使之平稳固定，第四部分从各支管中加四个控制进入氧气罐体氮气流量球阀18a、18b、18c、18d，通过罐体本身的排空阀20a、20b、20c、20d，分别进入氧气罐体21a、21b、21c、21d，控制进入各路试验容器氮气流量，再加装四个试验后的氮气放空及氧气置换球阀19a、19b、19c、19d，作为试验后的氮气放空及氧气置换阀使用，经实践后完成强度及严密性试验工作，符合规范要求，得到质检部门认可。

具体设计：如附图1所示，利用分馏塔的氮气放空管，在其管路中开孔焊接旁通一镀锌管直径Φ89×4，作用防止管路中有锈等杂质，进入氧压机，造成不安全因素，使其管路高空架设至氧压机室侧墙，下沿走地下埋地，至氧压机原有旁通进气管连接直径Φ89×4镀锌管，加球阀、管道过滤器组成第一部分，氮气进入氧压机后，经氧压机室外放空管下部用Φ25×3的无缝钢管组成第二部分，第三部分已经进入氧气罐区，严禁明火，故此所有管道连接全部采用厂外预制，现场法兰连接的方式，保证安全。第四部分利用压力容器自身的排空管路及阀门，连接Φ25×3的无缝钢管，加装两道球阀控制，所有的管道连接全部采用球阀控制，目的气体的密封性好，减少泄漏，保证试验质量。

本发明设计的核心是：在保证安全使用的前提下，废物利用，节约资金。

工作步骤：空分设备可以正常生产

1、安装后的氮气管路吹扫：

关闭阀14、及各压力容器下部罐体本身的排空阀20a、20b、20c、20d、关闭原有氧气至充瓶阀门11，关闭分馏塔原有氮气放空阀3，关闭原有氧气进入氧压机进气阀5，打开以下各阀：球阀6，进入氧压机的进气阀7，氧气放空阀12，及通往压力容器主管控制总氮气流量的球阀15、各支管中四个控制进入氧气罐体氮气流量球阀18a、18b、18c、18d，试验后的氮气放空及氧气置换球阀19a、19b、19c、19d，之后开氧压机10，通氮气进行吹扫，直至管道气体清洁，无杂质，用靶版测试合格为止。

2、压力容器试验

打开欲打压的压力容器罐体本身的排空阀20a、20b、20c、20d，原有氧气放空阀12、阀6、7、15、支管中四个控制进入氧气罐体氮气流量球阀18a、18b、18c、18d，关闭原有氮气放空阀3、原有氧气至充瓶阀门11、控制管路气体放空球阀14、试验后的氮气放空及氧气置换球阀19a、19b、19c、19d，之后开氧压机10通氮气进行压力容器试验，直至完成规定压力(按试验规程执行)。

3、泄压置换

按要求达到试验压力并保压，得到质检部门认可后，完成试验工作，停止氧压机10、关闭阀6、7、15、18a、18b、18c、18d，打开原有氮气放空阀3、及阀14、19a、19b、19c、19d、20a、20b、20c、20d，排空氧气罐体21a、21b、21c、21d中的氮气，按正常程序进行即可。

上述的实施方式并非是唯一的，本发明的管道连接还可以有另外的实施方式，但均应落入本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种利用制氧设备中分馏塔多余氮气的回收系统，其特征为：利用制氧设备中，分馏塔多余的氮气放空，作为压力容器定期检验时，强度及严密性试验介质的结构改造；

所述的制氧设备中分馏塔多余氮气的回收系统，其系统结构由四部分组成，第一部分从原有分馏塔(1)的氮气放空管，旁通连接一支管加球阀(6)控制氮气流量，氮气管路一直连接至氧压机室，原有的氮气再生补充阀(2)继续使用，原有氮气放空阀(3)用时可关闭，原有的分馏塔氧气出气阀(4)进入氧气主管道，原有的氧气进入氧压机进气阀(5)关闭；

第二部分将氮气管连接在氧压机原有旁通进气管之前再加一氧压机进氮气球阀(7)控制进氧压机氮气的流量、加一进氧压机管道过滤器(8)清除氮气管路系统杂质、再通过管道原有的过滤器(9)进入氧压机(10)，关闭原有氧气至充瓶阀门(11)，打开原有氧气放空阀(12)，利用氧气放空管作为氮气出口；

第三部分在氧气通往大气放空管下部连接三通(13)，加装控制管路气体放空球阀(14)和进入主管控制总氮气流量的球阀(15)，之后用管路连接法兰(16a、16b)连接各支管，分别加管路支撑(17a、17b、17c、17d)使之平稳固定；

第四部分从各支管中加四个控制进入氧气罐体氮气流量球阀(18a、18b、18c、18d)，通过罐体本身的排空阀(20a、20b、20c、20d)，分别进入氧气罐体(21a、21b、21c、21d)，控制进入各路试验容器氮气流量，再加装四个试验后的氮气放空及氧气置换球阀(19a、19b、19c、19d)，作为试验后的氮气放空及氧气置换阀使用，经实践后完成强度及严密性试验工作，符合规范要求，得到质检部门认可。

2.一种如权利要求1所述的制氧设备中分馏塔多余氮气的回收系统的使用方法，其特征是：

空分设备可以正常生产，具体步骤：

1)、安装后的氮气管路吹扫：

关闭控制管路气体放空球阀(14)、及各压力容器下部罐体本身的排空阀(20a、20b、20c、20d)、关闭原有氧气至充瓶阀门(11)，关闭分馏塔原有氮气放空阀(3)，关闭原有氧气进入氧压机进气阀(5)，打开以下各阀：球阀(6)，进入氧压机进氮气球阀(7)，氧气放空阀(12)，及通往压力容器主管控制总氮气流量的球阀(15)、各支管中四个控制进入氧气罐体氮气流量球阀(18a、18b、18c、18d)，试验后的氮气放空及氧气置换球阀(19a、19b、19c、19d)，之后开氧压机(10)，通氮气进行吹扫，直至管道气体清洁，无杂质，用靶版测试合格为止；

2)、压力容器试验

打开欲打压的压力容器罐体本身的排空阀(20a、20b、20c、20d)，原有氧气放空阀(12)、球阀(6)、氧压机进氮气球阀(7)、主管控制总氮气流量的球阀(15)、支管中四个控制进入氧气罐体氮气流量球阀(18a、18b、18c、18d)，关闭原有氮气放空阀(3)、原有氧气至充瓶阀门(11)、控制管路气体放空球阀(14)、试验后的氮气放空及氧气置换球阀(19a、19b、19c、19d)，之后开氧压机(10)通氮气进行压力容器试验，直至完成规定压力；

3)、泄压置换

按要求达到试验压力并保压，得到质检部门认可后，完成试验工作，停止氧压机(10)、关闭球阀(6)、氧压机进氮气球阀(7)、主管控制总氮气流量的球阀(15)、控制进入氧气罐体氮气流量球阀(18a、18b、18c、18d)，打开原有氮气放空阀(3)、及控制管路气体放空球阀(14)、试验后的氮气放空及氧气置换球阀(19a、19b、19c、19d)、罐体本身的排空阀(20a、20b、20c、20d)，排空氧气罐体(21a、21b、21c、21d)中的氮气，按正常程序进行即可。