[實(shí)用新型]一種空分塔

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201521049752.3
• 申請日: 2015-12-16
• 公開（公告）號: CN205300114U
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛文軍;張英辰
• 申請（專利權(quán)）人: 新疆天辰氣體有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于空分設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種空分塔。

背景技術(shù)

"空分塔"在大型制氧工業(yè)中占有很重要的地位。我們所說的空分塔其實(shí)就是空氣分離設(shè)備，由于工藝流程的需要，這種設(shè)備一般建造的比較高像一座鐵塔，因此而得名。空分塔的工藝流程涵蓋了許多的物理原理如能量學(xué)/動(dòng)力學(xué)/分子學(xué)等，制氧的主要工作都在其中完成。

空氣分離設(shè)備是以空氣為原料制備氧氣和氮?dú)饧皻鍤獾榷栊詺怏w的分離裝置。空分機(jī)組制備氧氣、氮?dú)狻⒍栊詺怏w(如氬氣)使用的主要原料就是充斥于大氣層的空氣。通過對空氣進(jìn)行壓縮、膨脹制冷，進(jìn)而使空氣液化，利用分餾裝置精餾提純，在空氣中分離出氧氣、氮?dú)夂投栊詺怏w(如氬氣)等產(chǎn)品。生產(chǎn)中使用的原料空氣不需要特殊開發(fā)過程，可以在生產(chǎn)地隨意獲得。目前空分行業(yè)是屬于化工產(chǎn)業(yè)的一個(gè)分支行業(yè)。

目前，工業(yè)中使用的空分塔，為了提高其空分效率和產(chǎn)量，只能通過增大空分塔內(nèi)部的設(shè)備容積，進(jìn)而增大空分塔的外徑，大型空分塔的外徑甚至能夠達(dá)到7米以上。如此龐大的設(shè)備，通常只能制作成多面體，而且即使在加工廠生產(chǎn)加工完成，也很難運(yùn)輸，所以，大部分需要使用大型空分塔的廠家，通常都是在買家的工作現(xiàn)場完成加工。但是，因?yàn)榧庸l件的限制，制作的品質(zhì)相比原廠加工的品質(zhì)會(huì)有一定差距。所以，如何在保證空分塔容量的同時(shí)，又能不增大甚至能減小空分塔的體積，該問題為本行業(yè)的一個(gè)技術(shù)難題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種空分塔，該空分塔的保溫箱為圓筒狀結(jié)構(gòu)，提高了保溫效率，同時(shí)相比傳統(tǒng)空分塔其直徑可減小1倍以上，20×10⁴M³/hO₂空分塔，其直徑可以控制在6米以內(nèi)，可在工廠整體制造，提高了設(shè)備的制造精度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的具體方案如下：

一種空分塔，包括由厚度為3～5米的瓦楞板制成的保溫箱以及精餾空分系統(tǒng)，所述保溫箱的側(cè)壁均為全封閉式的中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)填充有保溫材料，所述精餾空分系統(tǒng)設(shè)在所述保溫箱內(nèi)，并通過固定連接件與所述保溫箱的內(nèi)壁固定連接；

所述精餾空分系統(tǒng)包括：主塔、副塔、冷凝蒸發(fā)器，換熱器、循環(huán)壓縮機(jī)、液氧泵、節(jié)流閥和輸送管道；

所述冷凝蒸發(fā)器包括第一冷凝蒸發(fā)器、第二冷凝蒸發(fā)器和第三冷凝蒸發(fā)器，其中所述第一冷凝蒸發(fā)器和第二冷凝蒸發(fā)器分別設(shè)置在所述主塔的頂部和底部并分別于所述主塔的頂部和底部連通，所述第三冷凝蒸發(fā)器設(shè)在所述副塔的頂部并連通；所述副塔的底部與主塔下段的中部連通；

所述換熱器包括氧氣換熱器、氮?dú)鈸Q熱器、粗氬換熱器、循環(huán)換熱器；

所述主塔的中部設(shè)有原料空氣加料口，原料空氣分別通過所述氧氣換熱器、氮?dú)鈸Q熱器和粗氬換熱器預(yù)冷至飽和溫度后通過輸送管道從所述加料口進(jìn)入所述主塔，所述第二冷凝蒸發(fā)器上設(shè)有液氧輸入口，從該液氧輸入口向所述第二冷凝蒸發(fā)器內(nèi)注入液氧與其內(nèi)的液氧冷媒換熱后產(chǎn)生氧氣上升，原料空氣中的液氮與上升氧氣交匯轉(zhuǎn)化為氮?dú)馍仙鯕饫淠亓鳎a(chǎn)生的氮?dú)鈴闹魉捻敳恳霾⑼ㄟ^氮?dú)鈸Q熱器復(fù)熱至常溫后回收；回流至主塔底部的液氧通過主塔外部配設(shè)的帶有節(jié)流閥以及液氧泵的輸送管道進(jìn)入主塔頂部的第一冷凝蒸發(fā)器以及副塔頂部的第三冷凝蒸發(fā)器，作為該兩個(gè)冷凝蒸發(fā)器的冷媒；

主塔中，部分氮?dú)膺M(jìn)入第一冷凝蒸發(fā)器與液氧冷媒進(jìn)行換熱，液氧冷媒轉(zhuǎn)化為氣體蒸發(fā)排出后進(jìn)入所述循環(huán)換熱器，并通過所述循環(huán)壓縮機(jī)加壓液化后再次作為冷媒進(jìn)入第二冷凝蒸發(fā)器內(nèi)，氮?dú)饫淠亓髋c主塔底部上升的氧氣再次換熱，以此循環(huán)；

位于主塔下段的氬氣以及大部分氧氣進(jìn)入副塔，在副塔內(nèi)，大部分氬氣上升至副塔塔頂，并被引出后通過所述氬氣換熱器復(fù)熱至常溫后回收；氧氣繼續(xù)冷凝回流，并回流至主塔底部，以冷媒的形式被再次送入第一冷凝蒸發(fā)器和第三冷凝蒸發(fā)器內(nèi)，參與換熱后轉(zhuǎn)化為氧氣從上述冷凝蒸發(fā)器內(nèi)排出，再通過所述氧氣換熱器復(fù)熱至常溫后回收。

進(jìn)一步地，所述第一冷凝蒸發(fā)器上設(shè)有液氮輸入口。

進(jìn)一步地，所述第三冷凝蒸發(fā)器上設(shè)有液氬輸入口。

進(jìn)一步地，所述第二冷凝蒸發(fā)器與所述第一冷凝蒸發(fā)器連通的回路上設(shè)有第一節(jié)流閥，所述第二冷凝蒸發(fā)器與第三冷凝蒸發(fā)器連通的回路上設(shè)有第二節(jié)流閥以及所述液氧泵。

進(jìn)一步地，所述氧氣換熱器、氮?dú)鈸Q熱器以及粗氬換熱器均為板式換熱器。