專利名稱：新型空分裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種新型空分裝置，是對現(xiàn)有空分裝置的改進(jìn)。技術(shù)背景
武鋼氧氣公司現(xiàn)有空分裝置改造后，為了滿足分子篩再生要求污氮的壓力有所提高，使得上塔的操作壓力提高，壓力升高會使液氧的汽化溫度升高，在主冷溫差一定的情況下，要獲得相同的液氧蒸發(fā)量，必須增大換熱面積，因而需要增設(shè)輔助冷凝蒸發(fā)器。增設(shè)輔助冷凝蒸發(fā)器不但解決了上升蒸汽量的問題，還可減小主冷溫差，降低下塔壓力。另一方面，原工藝有兩個液化器，這兩液化器分別為上塔的氣氧和氣氮將入下塔前的空氣液化，它們也加強(qiáng)了上、下塔的傳熱，改造后，兩個液化器取消，這又增加了主冷凝蒸發(fā)器的負(fù)荷，從而要求增設(shè)一輔冷來加強(qiáng)冷量傳遞和滿足冷量平衡。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提出一種帶有輔助冷凝蒸發(fā)器的空分裝罝，其能增加換熱面積、降低下塔壓力；提高上塔上升蒸汽量和下塔回流比，進(jìn)而提高雙高產(chǎn)品的純度和
本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是新型空分裝置，包括有i冷凝器、上塔和下塔，其特征在于主冷凝器旁通過管道連接有一輔助冷凝蒸發(fā)器，所述的主冷凝器和輔助冷凝器位于同 一水平位置。
按上述方案，所述的管道包括有液氧管、氣氧管、液氮管和氣氮管，液氧管的一端與主冷凝器底部連接，另一端與輔助冷凝器下部液氧進(jìn)口相連，氣氧管一端與上塔相連，氣氧管另一端與輔助冷凝器頂部氣氧出口相連，氣氮管一端與下塔相連，氣氮管另一端與輔助冷凝器上部氮氣進(jìn)口相連，液氮管一端與輔助冷凝器下部液氮出口相連，液氮管另一端與下塔相連。
按上述方案，所述的輔助冷凝器還設(shè)置有液位計和分析點。
本實用新型在增設(shè)輔助冷凝器后，具有以下主要優(yōu)點1)上塔的上升蒸汽量增加，提高了上塔底部的氣液比，對于下塔氮冷凝量的增加，提高了下塔底部的氣液比，有利于增加氮氣的純度，從而提高雙高產(chǎn)品純度；2)而且增加輔助冷凝器后，增加了主冷的換熱面積，可以降低主冷液氧層高度，從而降低靜壓差，減小主冷溫差，使得下塔的壓力得到降低，進(jìn)而降低制氧能耗；3)充分利用了下塔的精餾潛力，提高了氮氣產(chǎn)量。

3圖1為本實用新型的工藝流程示意圖；圖2為本實用新型的輔助冷凝蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方案
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但是本實施例不會構(gòu)成對本實用新型的限制。
如圖l-2，新型空分裝置，包括有主冷凝器l、上塔8和下塔2，主冷凝器旁通過管道連接有一輔助冷凝蒸發(fā)器6，所述的主冷凝器1和輔助冷凝器6中心位于同一水平位置，所述的管道包括有液氧管9、氣氧管7、液氮管5和氣氮管3，液氧管9的一端與主冷凝器1底部連接，另一端與輔助冷凝器6下部液氧進(jìn)U 15相連，氣氧管7—端與上塔8相連，氣氧管7另一端與輔助冷凝器6頂部氣氧出口 17相連，氣氮管3 —端與下塔2相連，氣氮管3另一端與輔助冷凝器6上部氮氣進(jìn)口 18相連，液氮管5 —端與輔助冷凝器6下部液氮出口 16相連，液氮管5另一端與下塔2相連，所述的輔助冷凝器6還設(shè)置有液位計10和分析點，分析點包括有位于輔助冷凝器頂部的氣氧分析點11和位于輔助冷凝器底部的碳?xì)浠衔锓治鳇c12，輔助冷凝器底部還設(shè)置有排放碳?xì)浠衔餄舛容^高液氧的液氧出口 13，輔助冷凝器上還設(shè)置有液氧碳?xì)浠衔锎党齍 14。
圖l為增設(shè)輔冷的整體結(jié)構(gòu)示意圖，附圖l中LO管線為液氧管，由主冷凝器底端流出，進(jìn)入輔助冷凝器作為冷源，蒸發(fā)后由輔助冷凝器頂部氣氧管返回上塔，形成上升蒸汽參Lj精餾；GN管線為氣氮管，由下塔的頂部抽出作為熱源，進(jìn)入輔冷后發(fā)生冷凝后返回下塔作為下塔的回流液進(jìn)行精餾，這樣可以提高雙高產(chǎn)品的純度。
輔助冷凝器上還附有分析點、液位計，用于化學(xué)分析和液位控制。由于主冷凝器和輔助冷凝器的設(shè)置位置在同一水平面上，液體可以由管線通過連通器原理形成循環(huán)。
經(jīng)改造后，空分裝置的制氧單耗下降，而且氮氣產(chǎn)量有了較大的提高。
1)制氧單耗
氧氣單耗的計算式為n= (Psa+P +PKt) +V ,原流程的制氧單耗主要在空透、氧透的電耗，在氧產(chǎn)量為10000mS/h時，空透、氧透的電耗分別為，5.30MW和2.50MW，其它能耗忽略不計，其單耗為(5.30MWh+2.20MWh) +9700m3/h=0.773kW/m302;改造后由于增設(shè)了分子篩電加熱器和冷凍機(jī)，空透、氧透的電耗分別為，5.38MW和2.20MW，分子篩電加熱器功率為370kWh，冷凍機(jī)功率為90kWh，而電加熱器只在分子篩加熱時使用，換算成平均每小時的使用功率為370 kWhX500+ 25700 = 7.2kWh (500s為加熱時間，25700s為分子篩一周運行時間)，因而制氧單耗為(5.38MW h +2.20MW h+7.2kWh+90kWh) +10100m3/h=0.760kW/m302?？梢钥吹礁脑旌笾蒲鯁魏南陆盗私?.71 %，這是由于膨脹機(jī)效率的提高，使得加工空氣量下降(相同氧)，空壓機(jī)功率有所下降。2)雙高產(chǎn)品產(chǎn)量
由于切換流程的切換損失，改造前氧氣提取率為87.7%，改造后提取率略有提高，為90.8%，提高了將近3個百分點，這對于降低氧氣單耗具有積極意義。而且氮氣產(chǎn)量也有了較大提高，由原來的6300m3/11，增加到10000m3/h，緩解了公司用氮的缺口。
權(quán)利要求1、新型空分裝置，包括有主冷凝器(1)、上塔(8)和下塔(2)，其特征在于主冷凝器旁通過管道連接有一輔助冷凝蒸發(fā)器(6)，所述的主冷凝器和輔助冷凝器位于同一水平位置。
2、 按權(quán)利要求1所述的新型空分裝置，其特征在于所述的管道包括有液氧管(9)、氣氧 管(7)、液氮管(5)和氣氮管(3)，液氧管的一端與主冷凝器底部連接，另一端與輔助冷凝 器下部液氧進(jìn)口 (15)相連，氣氧管一端與上塔相連，氣氧管另一端與輔助冷凝器頂部氣氧 出口 (17)相連，氣氮管一端與下塔相連，氣氮管另一端與輔助冷凝器上部氮氣進(jìn)口 (18) 相連，液氮管一端與輔助冷凝器下部液氮出口 (16)相連，液氮管另一端與下塔相連。
3、 按權(quán)利要求1或2所述的新型空分裝置，其特征在于所述的輔助冷凝器還設(shè)置有液位 計(10)和分析點。
專利摘要本實用新型涉及一種新型空分裝置，包括有主冷凝器、上塔和下塔，其不同之處在于主冷凝器旁通過管道連接有一輔助冷凝蒸發(fā)器，所述的主冷凝器和輔助冷凝器位于同一水平位置。本實用新型具有以下主要優(yōu)點1)上塔的上升蒸汽量增加，提高了上塔底部的氣液比，對于下塔氮冷凝量的增加，提高了下塔底部的氣液比，有利于增加氮氣的純度，從而提高雙高產(chǎn)品純度；2)而且增加輔助冷凝器后，增加了主冷的換熱面積，可以降低主冷液氧層高度，從而降低靜壓差，減小主冷溫差，使得下塔的壓力得到降低，進(jìn)而降低制氧能耗；3)充分利用了下塔的精餾潛力，提高了氮氣產(chǎn)量。
文檔編號F25J3/04GK201413000SQ20092008618
公開日2010年2月24日 申請日期2009年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者劉漢兵, 葉谷香, 鈞 李 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司