CN106642991A - 一种空分预冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空分预冷系统，属于气体分离领域，包括氮水塔、连接在氮水塔底部的第一泵和连接在第一泵上的氨冷器，氨冷器上连接有双层空冷塔；所述双层空冷塔分为上层冷却塔和下层预冷塔，双层空冷塔的塔体顶部设置有空气出口，塔体下部设置有空气进口，上层冷却塔上部设置的脱盐水进口与氨冷器相连接，上层冷却塔和下层预冷塔之间设置有隔板；上层冷却塔下部设有脱盐水出口，下层预冷塔上部侧壁上设置有循环水进口，底部设有水排出口，循环水进口与第二泵相连接；脱盐水进口和循环水进口上连接有设于塔体内的喷水装置。

Description

一种空分预冷系统

技术领域

本发明属于气体分离领域，具体涉及一种空分预冷系统。

背景技术

目前空分装置采用全低压、透平膨胀、氮水预冷、分子筛吸附、内压缩工艺流程，其工艺流程具体为：自空压机来的压缩空气，经预冷系统冷却后去分子筛除去水份、SO₂ 、SO₃ 、NH₃等杂质后，一部分空气被直接送往精馏塔的上塔，另一部分则进入膨胀机经膨胀制冷后，被送往下塔。依据氧、氮、氩组份沸点不同分理出氧、氮、氩产品。

预冷系统在空分装置中的地位举足轻重，预冷系统的流程组织及单体设备的性能对整套空分装置的性能影响重大。在现有的流程中，如图1所示，通常是从进口空气过滤器出来的流程空气被去除了尘埃和其他机械杂质后，经过多级离心空压缩至所需压力，此空气进入双级空冷塔，先用常温水加以冷却清洗，再经过低温水进一步冷却后送纯化器。大量有害元素可以被去除。常温水在泵29的作用下进入空冷塔30下部，空分装置预冷系统低温水通常使用的是循环水，循环水依次通过氮水塔27、泵28、氨冷塔26降温后进入空冷塔30，对空气降温，循环水内含钙镁离子，长期运行易产生低温结晶物，且在氨冷器内极易形成低温结垢、堵塞通道，将造成氨冷器无法工作，空分预冷效果不好，空分预冷系统工作效率降低，空冷塔出口空气温度高，影响空分装置的长周期、安全稳定运行，极易造成系统停车。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够降低能耗、延长设备使用寿命的空分预冷系统。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：包括氮水塔、连接在氮水塔底部的第一泵和连接在第一泵上的氨冷器，氨冷器上连接有双层空冷塔；所述双层空冷塔分为上层冷却塔和下层预冷塔，双层空冷塔的塔体顶部设置有空气出口，塔体下部设置有空气进口，上层冷却塔上部设置的脱盐水进口与氨冷器相连接，上层冷却塔和下层预冷塔之间设置有隔板，隔板上设有通气管道；上层冷却塔下部设有脱盐水出口，下层预冷塔上部侧壁上设置有循环水进口，底部设有水排出口，循环水进口与第二泵相连接；脱盐水进口和循环水进口上连接有设于塔体内的喷水装置。

进一步地，所述通气管道向上凸起，通气管道上方设置有固定式升气帽，隔板一端设有凹陷的集水槽，集水槽与脱盐水出口相连接。

进一步地，所述喷水装置包括连接主水管、连接在主水管上的第一支水管和第二支水管，第一支水管上连接有上层布水管，第二支水管上连接有下层布水管，上层布水管和下层布水管均包括圆形的固定板和对称设置在固定板上的的管道，同一固定板上的管道相互平行。

进一步地，所述上层布水管与下层布水管的管道轴线相互垂直。

进一步地，所述升气帽上方设置有限位装置。

进一步地，所述隔板上均匀设置有四个通气管道。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明在双层塔体中间设置有一隔板，将塔内空间分为上层冷却塔和下层预冷塔，上层冷却塔底端侧壁上设置有脱盐水出口，上层冷却塔内通入经氨冷器冷却后的脱盐水冷却，下层预冷塔内通入普通循环水，隔板上设置有通气管道，通气管道上方设置有升气帽，气体可以通过通气管道从下层预冷塔进入上层冷却塔，但由于升气帽的存在，可避免脱盐水进入下层预冷塔，可以有效减少能耗，同时减少脱盐水预冷内的低温结垢量，防止堵塞通道，延长设备使用寿命。

（2）上层冷却塔上部侧壁上设置有脱盐水进口，下层预冷塔上部侧壁上设置有循环水进口，脱盐水进口和循环水进口上连接有设于塔体内的喷水装置，布水均匀，冷却效果好。

本发明采用两级分开冷却，在低温水冷却系统采用脱盐水闭路循环，冷却效果提高，避免了氨冷器内的低温结垢，延长设备的使用寿命，减少停车次数，确保了空分装置的运行周期，降低了预冷系统的运行成本和检修费用，实现了节能降耗。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是双层空冷塔的结构意图；

图4是喷水装置的的结构示意图；

图5是上层布水管的俯视图；

图6是下层布水管的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

一种空分预冷系统，其结构如图2所示，包括氮水塔25、连接在氮水塔25底部的第一泵23和连接在第一泵23上的氨冷器24，氨冷器24上连接有双层空冷塔。

如图3所示，所述双层空冷塔包括塔体7，塔体下方设有裙座8，塔体7顶部设置有空气出口1，塔体7下部设置有空气进口14，塔体1底部设置有水排出口15，所述塔体7中间设置有一隔板6，隔板6将塔内空间分割为上层冷却塔2和下层预冷塔16，隔板6上设置有向上凸起的连通上层冷却塔2和下层预冷塔16的四个通气管道5，通气管道5上方设置有固定式升气帽4，升气帽4上方设置有限位装置3，隔板6一端设有凹陷的集水槽11，集水槽11上连接有脱盐水出口12；所述上层冷却塔2上部侧壁上设置有脱盐水进口10，脱盐水进口10与氨冷器24相连接，下层预冷塔16上部侧壁上设置有循环水进口13，循环水进口13与第二泵22相连接脱盐水进口10和循环水进口13上连接有设于塔体7内的喷水装置9，将冷却后的脱盐水从脱盐水进口喷入上层冷却塔2，与气体交换热量后从脱盐水出口12排出，常温循环水从循环水进口13进入下层预冷塔16；气体从空气进口14进入塔体7内，先经过下部常温循环水加以冷却清洗，再经过低温脱盐水水进一步冷却后送至下一工段；气体可以通过通气管道5从下层预冷塔16进入上层冷却塔2，但由于升气帽4的存在，可避免脱盐水进入下层预冷塔16，可以有效减少能耗，同时减少脱盐水预冷器内的低温结垢量，防止堵塞通道，延长设备使用寿命。

所述喷水装置9的结构如图4-6所示，包括连接主水管17、连接在主水管17上的第一支水管19和第二支水管18，第一支水管19上连接有上层布水管21，第二支水管18上连接有下层布水管20，，上层布水管和下层布水管均包括圆形的固定板和对称设置在固定板上的的管道，同一固定板上的管道相互平行，所述上层布水管21与下层布水管20的管道轴线相互垂直。

与循环水进口13相连接的喷水装置9也可以为一层布水管。

本发明的工作过程为：（1）空气通过空气进口14进入双层空冷塔的下层预冷塔16，循环水对空气进行清洗冷却，循环水通过水排出口15排出；（2）空气经过清洗后进入通气管道5以及通气管道5和升气帽4之间的间隙进入上层冷却塔2内，低温脱盐水对空气进一步冷却，喷水装置9为双层布水管结构，喷洒更均匀，冷却效果好，冷却后的空气经过空气出口1流出进入下一工段。

如图1所示，从脱盐水总管来的脱盐水依次进入氮水塔25、第一泵23、氨冷器24和双层空冷塔，对空气进行冷却，冷却后的脱盐水形成闭式循环继续进行冷却，脱盐水总管的脱盐水根据氮水塔液位自调自动补水；循环水通过第二泵22进入下层预冷塔16，对空气加以冷却清洗。本发明采用两级分开冷却，在低温水冷却系统采用脱盐水闭路循环，避免了氨冷器24内的低温结垢，延长设备的使用寿命，减少停车次数，确保了空分装置的运行周期，降低了预冷系统的运行成本和检修费用，实现了节能降耗。

Claims (6)

1.一种空分预冷系统，包括氮水塔、连接在氮水塔底部的第一泵和连接在第一泵上的氨冷器，氨冷器上连接有双层空冷塔；所述双层空冷塔分为上层冷却塔和下层预冷塔，双层空冷塔的塔体顶部设置有空气出口，塔体下部设置有空气进口，上层冷却塔上部设置的脱盐水进口与氨冷器相连接，其特征在于，上层冷却塔和下层预冷塔之间设置有隔板，隔板上设有通气管道；上层冷却塔下部设有脱盐水出口，下层预冷塔上部侧壁上设置有循环水进口，底部设有水排出口，循环水进口与第二泵相连接；脱盐水进口和循环水进口上连接有设于塔体内的喷水装置。

2.根据权利要求1所述的空分预冷系统，其特征在于，所述通气管道向上凸起，通气管道上方设置有固定式升气帽，隔板一端设有凹陷的集水槽，集水槽与脱盐水出口相连接。

3.根据权利要求2所述的空分预冷系统，其特征在于，所述喷水装置包括连接主水管、连接在主水管上的第一支水管和第二支水管，第一支水管上连接有上层布水管，第二支水管上连接有下层布水管，上层布水管和下层布水管均包括圆形的固定板和对称设置在固定板上的的管道，同一固定板上的管道相互平行。

4.根据权利要求3所述的空分预冷系统，其特征在于，所述上层布水管与下层布水管的管道轴线相互垂直。

5.根据权利要求4所述的空分预冷系统，其特征在于，所述升气帽上方设置有限位装置。

6.根据权利要求5所述的空分预冷系统，其特征在于，所述隔板上均匀设置有四个通气管道。