CN201413000Y - 新型空分装置 - Google Patents

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刘汉兵
李钧
叶谷香
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Abstract

本实用新型涉及一种新型空分装置,包括有主冷凝器、上塔和下塔,其不同之处在于主冷凝器旁通过管道连接有一辅助冷凝蒸发器,所述的主冷凝器和辅助冷凝器位于同一水平位置。本实用新型具有以下主要优点:1)上塔的上升蒸汽量增加,提高了上塔底部的气液比,对于下塔氮冷凝量的增加,提高了下塔底部的气液比,有利于增加氮气的纯度,从而提高双高产品纯度;2)而且增加辅助冷凝器后,增加了主冷的换热面积,可以降低主冷液氧层高度,从而降低静压差,减小主冷温差,使得下塔的压力得到降低,进而降低制氧能耗;3)充分利用了下塔的精馏潜力,提高了氮气产量。

Description

新型空分装置
技术领域
本实用新型涉及一种新型空分装置,是对现有空分装置的改进。技术背景
武钢氧气公司现有空分装置改造后,为了满足分子筛再生要求污氮的压力有所提高,使得上塔的操作压力提高,压力升高会使液氧的汽化温度升高,在主冷温差一定的情况下,要获得相同的液氧蒸发量,必须增大换热面积,因而需要增设辅助冷凝蒸发器。增设辅助冷凝蒸发器不但解决了上升蒸汽量的问题,还可减小主冷温差,降低下塔压力。另一方面,原工艺有两个液化器,这两液化器分别为上塔的气氧和气氮将入下塔前的空气液化,它们也加强了上、下塔的传热,改造后,两个液化器取消,这又增加了主冷凝蒸发器的负荷,从而要求增设一辅冷来加强冷量传递和满足冷量平衡。发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提出一种带有辅助冷凝蒸发器的空分装罝,其能增加换热面积、降低下塔压力;提高上塔上升蒸汽量和下塔回流比,进而提高双高产品的纯度和
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:新型空分装置,包括有i冷凝器、上塔和下塔,其特征在于主冷凝器旁通过管道连接有一辅助冷凝蒸发器,所述的主冷凝器和辅助冷凝器位于同 一水平位置。
按上述方案,所述的管道包括有液氧管、气氧管、液氮管和气氮管,液氧管的一端与主冷凝器底部连接,另一端与辅助冷凝器下部液氧进口相连,气氧管一端与上塔相连,气氧管另一端与辅助冷凝器顶部气氧出口相连,气氮管一端与下塔相连,气氮管另一端与辅助冷凝器上部氮气进口相连,液氮管一端与辅助冷凝器下部液氮出口相连,液氮管另一端与下塔相连。
按上述方案,所述的辅助冷凝器还设置有液位计和分析点。
本实用新型在增设辅助冷凝器后,具有以下主要优点:1)上塔的上升蒸汽量增加,提高了上塔底部的气液比,对于下塔氮冷凝量的增加,提高了下塔底部的气液比,有利于增加氮气的纯度,从而提高双高产品纯度;2)而且增加辅助冷凝器后,增加了主冷的换热面积,可以降低主冷液氧层高度,从而降低静压差,减小主冷温差,使得下塔的压力得到降低,进而降低制氧能耗;3)充分利用了下塔的精馏潜力,提高了氮气产量。附图说明
3图1为本实用新型的工艺流程示意图;图2为本实用新型的辅助冷凝蒸发器的结构示意图。具体实施方案
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明,但是本实施例不会构成对本实用新型的限制。
如图l-2,新型空分装置,包括有主冷凝器l、上塔8和下塔2,主冷凝器旁通过管道连接有一辅助冷凝蒸发器6,所述的主冷凝器1和辅助冷凝器6中心位于同一水平位置,所述的管道包括有液氧管9、气氧管7、液氮管5和气氮管3,液氧管9的一端与主冷凝器1底部连接,另一端与辅助冷凝器6下部液氧进U 15相连,气氧管7—端与上塔8相连,气氧管7另一端与辅助冷凝器6顶部气氧出口 17相连,气氮管3 —端与下塔2相连,气氮管3另一端与辅助冷凝器6上部氮气进口 18相连,液氮管5 —端与辅助冷凝器6下部液氮出口 16相连,液氮管5另一端与下塔2相连,所述的辅助冷凝器6还设置有液位计10和分析点,分析点包括有位于辅助冷凝器顶部的气氧分析点11和位于辅助冷凝器底部的碳氢化合物分析点12,辅助冷凝器底部还设置有排放碳氢化合物浓度较高液氧的液氧出口 13,辅助冷凝器上还设置有液氧碳氢化合物吹除U 14。
图l为增设辅冷的整体结构示意图,附图l中LO管线为液氧管,由主冷凝器底端流出,进入辅助冷凝器作为冷源,蒸发后由辅助冷凝器顶部气氧管返回上塔,形成上升蒸汽参Lj精馏;GN管线为气氮管,由下塔的顶部抽出作为热源,进入辅冷后发生冷凝后返回下塔作为下塔的回流液进行精馏,这样可以提高双高产品的纯度。
辅助冷凝器上还附有分析点、液位计,用于化学分析和液位控制。由于主冷凝器和辅助冷凝器的设置位置在同一水平面上,液体可以由管线通过连通器原理形成循环。
经改造后,空分装置的制氧单耗下降,而且氮气产量有了较大的提高。
1)制氧单耗
氧气单耗的计算式为:n= (Psa+P«+PKt) +V«,原流程的制氧单耗主要在空透、氧透的电耗,在氧产量为10000mS/h时,空透、氧透的电耗分别为,5.30MW和2.50MW,其它能耗忽略不计,其单耗为:(5.30MWh+2.20MWh) +9700m3/h=0.773kW/m302;改造后由于增设了分子筛电加热器和冷冻机,空透、氧透的电耗分别为,5.38MW和2.20MW,分子筛电加热器功率为370kWh,冷冻机功率为90kWh,而电加热器只在分子筛加热时使用,换算成平均每小时的使用功率为370 kWhX500+ 25700 = 7.2kWh (500s为加热时间,25700s为分子筛一周运行时间),因而制氧单耗为(5.38MW h +2.20MW h+7.2kWh+90kWh) +10100m3/h=0.760kW/m302。可以看到改造后制氧单耗下降了近1.71 %,这是由于膨胀机效率的提高,使得加工空气量下降(相同氧),空压机功率有所下降。2)双高产品产量
由于切换流程的切换损失,改造前氧气提取率为87.7%,改造后提取率略有提高,为90.8%,提高了将近3个百分点,这对于降低氧气单耗具有积极意义。而且氮气产量也有了较大提高,由原来的6300m3/11,增加到10000m3/h,缓解了公司用氮的缺口。

Claims (3)

1、新型空分装置,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过管道连接有一辅助冷凝蒸发器(6),所述的主冷凝器和辅助冷凝器位于同一水平位置。
2、 按权利要求1所述的新型空分装置,其特征在于所述的管道包括有液氧管(9)、气氧 管(7)、液氮管(5)和气氮管(3),液氧管的一端与主冷凝器底部连接,另一端与辅助冷凝 器下部液氧进口 (15)相连,气氧管一端与上塔相连,气氧管另一端与辅助冷凝器顶部气氧 出口 (17)相连,气氮管一端与下塔相连,气氮管另一端与辅助冷凝器上部氮气进口 (18) 相连,液氮管一端与辅助冷凝器下部液氮出口 (16)相连,液氮管另一端与下塔相连。
3、 按权利要求1或2所述的新型空分装置,其特征在于所述的辅助冷凝器还设置有液位 计(10)和分析点。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101929789A (zh) * 2010-05-12 2010-12-29 李大仁 一种空气分离的方法
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