專利名稱：蒸餾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用于空氣分離的蒸餾裝置，其中，一個(gè)主熱交換器以及一個(gè)或多個(gè)蒸餾塔被封裝在一套筒狀容器中。具體來說，本發(fā)明涉及這樣一種裝置，其中，一個(gè)蒸餾塔在該容器內(nèi)被由該主熱交換器或由一上部冷凝器懸掛下來，以使蒸餾塔在重力作用下呈垂直朝向。
混合物系通過在容置于一蒸餾塔內(nèi)的液-氣接觸件上使混合物的液相和氣相接觸而對(duì)混合物加以蒸餾。液-氣接觸件可以是塔板、不規(guī)則襯墊和結(jié)構(gòu)襯墊。通過蒸餾塔的蒸氣和液體流動(dòng)速度最好固定，以便對(duì)蒸餾塔加以有效利用并具有預(yù)定的性能特點(diǎn)。為了提高固定的蒸氣和液體流動(dòng)速度，將蒸餾塔直立以使其呈垂直朝向。然而，在裝置較小例如封裝在真空隔離容器中的組裝空氣分離裝置的情況下，保證垂直朝向就會(huì)成問題。在美國專利第5205042號(hào)中可以找到為解決這個(gè)問題的一個(gè)嘗試。在該專利中披露了一種采用與一儲(chǔ)存容器相連接的蒸餾塔的液氮輔助裝置。蒸餾塔和儲(chǔ)存容器均被封裝在一真空隔離的容器內(nèi)。采用一與蒸餾塔朝向有關(guān)的懸掛塊和定位器環(huán)來使該真空隔離容器調(diào)節(jié)水平，以便將蒸餾塔豎立成所需的垂直朝向。
如下面將討論的那樣，本發(fā)明提供一種蒸餾裝置，其中，蒸餾塔可自調(diào)節(jié)水平，因此本發(fā)明裝置的配置較現(xiàn)有技術(shù)裝置如組裝空氣分離裝置簡單得多。
本發(fā)明提供一種用于精餾混合物的蒸餾裝置，該裝置包括一用于將混合物冷卻到一適于其精餾的溫度的熱交換器和至少一個(gè)蒸餾塔；提供一容器裝置以容置熱交換裝置和至少一個(gè)蒸餾塔；提供一懸掛裝置以在該容器裝置頂部區(qū)域內(nèi)懸掛熱交換裝置和至少一個(gè)蒸餾塔，故該蒸餾塔在重力作用下呈垂直朝向。這種方式使本發(fā)明不需要由外部介入來調(diào)節(jié)蒸餾塔的水平，例如對(duì)其垂直度進(jìn)行測量然后對(duì)容器裝置進(jìn)行調(diào)平。因此，本發(fā)明提供一種能比現(xiàn)有技術(shù)裝置提供調(diào)節(jié)更為直接和更為簡單的蒸餾裝置。
以下結(jié)合附圖進(jìn)行說明，將進(jìn)一步理解在本發(fā)明權(quán)利要求中指出的的特點(diǎn)，其中唯一的附圖即附

圖1為按照本發(fā)明的一分離空氣用裝置的示意圖。
如圖所示為按照本發(fā)明的一分離空氣用裝置1。裝置1為一液氮輔助裝置類型的組裝空氣分離裝置。應(yīng)注意到本發(fā)明并不限于任何具體形式的蒸餾裝置，而具有可用于空氣以外的混合物進(jìn)行分離并可采用多個(gè)塔的蒸餾裝置的更寬的應(yīng)用范圍。
裝置1包括一主熱交換器10，用于將空氣冷卻到適于其提純的溫度；一蒸餾塔12，它在塔的塔頂區(qū)域14內(nèi)產(chǎn)生一氮生成物，而在液體塔底區(qū)域16內(nèi)則產(chǎn)生一富氧液體。在一位于主熱交換器10和蒸餾塔12之間的上部冷凝器18內(nèi)產(chǎn)生至塔12的回流。主熱交換器10、蒸餾塔12和上部冷凝器18在一套筒20內(nèi)被安裝成一直線。套筒20穿過一液氮儲(chǔ)存容器22，而該容器22則被容置在一包容有隔離材料26的真空隔離罐24內(nèi)。盡管未圖示，套筒20可用隔離材料加以填充以防止空氣冷凝。隔離材料入被用于真空隔離罐24外側(cè)，則也可被用于套筒20內(nèi)。
主熱交換器10和上部冷凝器18各為塑板結(jié)構(gòu)。主熱交換器10設(shè)有一空氣通道28以及用于生成物氮和廢氣通道的逆流生成物氮和廢氣通道30和32?？諝庠谕ǖ?8內(nèi)冷卻到一適于其提純的溫度即接近空氣露點(diǎn)的溫度。同時(shí)，在生成物氮和廢氣通道30和32中逆向流動(dòng)的生成物氮和廢氣則加熱到接近環(huán)境溫度。主熱交換器10被連接到一頂部懸掛法蘭34上，頂部懸掛法蘭34則與真空隔離罐24連接。頂部懸掛法蘭34為可拆卸式，以使主熱交換器10、上部冷凝器18和蒸餾塔12可作為一個(gè)單元從真空隔離罐24中拆除。一空氣導(dǎo)管36與空氣通道28連接，用于將空氣導(dǎo)入蒸餾塔12的塔底區(qū)域16。
上部冷凝器18具有一氮通道38，該通道38通過一生成物導(dǎo)管40與蒸餾塔12的塔頂區(qū)域14連接，該生成物導(dǎo)管40并與主熱交換器10的生成物氮通道30連接。部分生成物氮以這種方式在氮通道38內(nèi)冷凝并經(jīng)一回流導(dǎo)管42回到蒸餾塔12的塔頂區(qū)域14。用于這種冷凝的制冷劑由上部冷凝器18內(nèi)的制冷劑通道44提供。制冷劑通道44經(jīng)一廢氣導(dǎo)管46與廢氣通道32連接。制冷劑通道44通過一廢氣管道48與蒸餾塔12的塔底區(qū)域16相連。通過用一設(shè)置在廢氣管道48內(nèi)的安全閥對(duì)廢氣流(由富氧流體組成)進(jìn)行調(diào)節(jié)的閥在塔底區(qū)域16內(nèi)所容置的富氧流體與需加以冷凝的生成物氮之間提供一適當(dāng)?shù)臏囟炔睢?br> 在任何低溫蒸餾塔系統(tǒng)中，必定存在從環(huán)境來的熱泄漏。為了抵銷這種熱泄漏，必須提供制冷。在空氣分離裝置1中，這種制冷作用是通過容置在液氮儲(chǔ)存罐22中的液氮提供的。液氮儲(chǔ)存罐22容置通過加注管道54導(dǎo)入液氮儲(chǔ)存罐22的液氮52。設(shè)有一斷流閥56以關(guān)閉加注管道54。此外，還需要設(shè)置一用于從液氮儲(chǔ)存罐22泄放液氮52的泄放管道58。一傳遞管道62將液氮導(dǎo)入蒸餾塔12的塔頂區(qū)域14以增加對(duì)蒸餾塔12的制冷作用。通過一安全閥64提供對(duì)閥的調(diào)節(jié)可降低經(jīng)過傳遞管道62的液氮的溫度。
通過四個(gè)支承66將上部冷凝器18與主熱交換器10連接。再通過四個(gè)支承68使蒸餾塔12從上部冷凝器18懸掛下來。每個(gè)支承66和68均具有一矩形橫截面。應(yīng)注意由于還有其他看不到的支承正好在在圖中所示每副支承66和68中的兩個(gè)的后面，故圖中只能看到每副支承66和68中的兩個(gè)。支承66和68最好被制成在蒸餾塔12的重力作用下可變形。這種制造效果可以通過適當(dāng)選擇一柔性材料和/或適當(dāng)設(shè)計(jì)每個(gè)支承66和68截面慣性矩得到。這樣，因?yàn)檎婵崭綦x罐24支撐在撐腳70上且不可能完全調(diào)平，故蒸餾塔12根據(jù)支承66和68的變形懸垂地?cái)[動(dòng)到一水平位置。通過提供彎管或波紋狀伸縮接頭及其他可使管道系統(tǒng)具有一些“彈性”的已知方法將氮生成物管道40、空氣管道36、制冷劑管道46也作成可伸縮而不纏結(jié)。
如熟悉本領(lǐng)域的人員所知，主熱交換器10和上部冷凝器18可作為一個(gè)單元來制造，在這種情況下，蒸餾塔12即從與一上部冷凝器設(shè)計(jì)在一起的主熱交換器懸掛下來。而且，雖然主熱交換器10與頂部懸掛法蘭34剛性連接，但它可由頂部懸掛法蘭34柔性地加以支承，以使蒸餾塔12、主熱交換器10和上部冷凝器18懸掛在該支承上。
雖然套筒20在圖中表示為被安裝在一液氮儲(chǔ)存罐22中，而儲(chǔ)存罐又被安裝在真空隔離罐24內(nèi)，但這僅僅是為了便于疊裝。具體來說，套筒20可制成自由直立在它自己的撐腳上并通過適當(dāng)?shù)墓艿琅c安裝在一真空隔離罐內(nèi)的液氮儲(chǔ)存罐22連接。
以上參照一較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了描述，熟悉本領(lǐng)域的人員可以進(jìn)行各種改變、增加和省略，但不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)一混合物進(jìn)行提純的蒸餾裝置，包括熱交換裝置，用于將所述混合物冷卻到一適于其提純的溫度；至少一個(gè)蒸餾塔；容器裝置，用于容置所述熱交換裝置和所述至少一個(gè)蒸餾塔；以及懸掛裝置，用于將所述熱交換裝置和所述至少一個(gè)蒸餾塔懸掛在所述容器裝置的頂部區(qū)域，以使所述蒸餾塔在重力作用下呈一垂直朝向。
2.如權(quán)利要求1所述的蒸餾裝置，其特征在于所述容器裝置包括一頂部安裝法蘭，所述法蘭罩住所述容器裝置的所述頂部區(qū)域。至少有一個(gè)所述蒸餾塔位于所述熱交換裝置下面并與之成直線關(guān)系；以及所述懸掛裝置從所述頂部安裝法蘭至少懸掛有所述的主熱交換裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的蒸餾裝置，其特征在于所述混合物包括空氣；以及至少有一個(gè)所述蒸餾塔包括有一個(gè)設(shè)計(jì)來產(chǎn)生一富氮塔頂?shù)膯蝹€(gè)蒸餾塔。
4.如權(quán)利要求3所述的蒸餾裝置，其特征在于在所述主熱交換裝置與所述單個(gè)蒸餾塔之間插入一上部冷凝器；所述懸掛裝置包括第一和第二連接裝置，分別用于連接所述主熱交換裝置與所述頂部安裝法蘭以及所述單個(gè)蒸餾塔與所述主熱交換裝置；以及至少有一個(gè)所述的第一和第二連接裝置足夠柔軟，以使所述蒸餾塔呈所述垂直朝向。
5.如權(quán)利要求3或4所述的蒸餾裝置，還包括一容置液氮的氮供應(yīng)罐；一用于將所述液氮供應(yīng)至所述蒸餾塔頂部區(qū)域的導(dǎo)管；一圍繞所述氮供應(yīng)罐的真空隔離罐；以及位于所述真空隔離罐與所述氮供應(yīng)罐之間的隔離材料。
6.如權(quán)利要求5所述的蒸餾裝置，其特征在于所述容器裝置包括一穿過所述真空隔離罐和所述氮供應(yīng)罐的套筒。
全文摘要
一種可用于空氣分離設(shè)備的蒸餾裝置，其中，一蒸餾塔在一容器套筒內(nèi)從一主熱交換器或一蒸餾塔的上部冷凝器懸掛下來。蒸餾裝置的懸掛是柔性的，故蒸餾塔能在重力作用下自調(diào)節(jié)水平而呈垂直朝向。
文檔編號(hào)B01D3/26GK1167245SQ97104999
公開日1997年12月10日 申請(qǐng)日期1997年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月30日
發(fā)明者K·O·托培爾 申請(qǐng)人:波克股份有限公司