CN207065994U - 综合利用空分装置冷能的循环水节能降温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于空分装置的低温技术的节能综合利用领域。一种综合利用空分装置冷能的循环水节能降温装置，包括壳体，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体顶部设置有排气口；依次设置在上壳体中的常温循环水进水管、填料层和进气管；和设置在下壳体中的换热器，所述换热器的进出口两端分别与冷却介质进口管和冷却介质出口管连通；在所述下壳体底部设置有冷冻水出口。本实用新型能够有效综合利用低温液体汽化冷能及循环水汽化潜热来降低循环水的温度，达到预冷系统取消冷水机组亦能正常稳定运行的目的，从而有效的降低企业成本的投入和能耗，最终实现节能减排的目的。

Description

综合利用空分装置冷能的循环水节能降温装置

技术领域

本实用新型属于空分装置的低温技术的节能综合利用领域，具体涉及一种综合利用空分装置冷能的循环水节能降温装置。

背景技术

目前，全低压无氢制氩空分装置的空气冷却均采用氮水预冷系统，该系统主要包括三个设备，一个是靠出冷箱的干燥氮气将循环水初步冷却的水冷塔，一个是把经水冷塔初步冷却后的循环水进一步降温的氟利昂冷水机组，另一个是靠氟利昂冷水机组进一步降温后的循环水(简称冷冻水)使空气冷却的空气冷却塔。而空分装置的液体产品多以-185℃左右的液体形式从冷箱出液口经真空管引至低温液体贮槽，当需要使用时经低温液体泵加压后通过专门的空温式汽化器(或水浴式汽化器)气化后送往用气设备使用。在这样一个加压汽化过程中，低温液体(-185℃)的冷量就白白损失掉了，若采用水浴式汽化器不但白白损失了冷量还要消耗额外的蒸汽来加热汽化器中水以提供低温液体汽化所需热量；即使是采用空温式汽化器不需要消耗额外的热能，但浪费掉了该部分冷量显然也是非常不经济的。在现有的空分装置中，前面的预冷系统需要氟利昂冷水机组提供冷量来冷却循环水，而后面的汽化系统又通过汽化器把液氩的冷量白白的浪费掉了，这种流程配置显然没有达到最佳的节能效果。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种结构设计合理，能够综合利用低温液体汽化冷能及循环水汽化潜热来降低循环水温度的综合利用空分装置冷能的循环水节能降温装置。

为达到上述目的，所采取的技术方案是：

一种综合利用空分装置冷能的循环水节能降温装置，包括壳体，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体顶部设置有排气口；依次设置在上壳体中的常温循环水进水管、填料层和进气管，所述进气管通入有干燥气体，且所述干燥气体的温度较循环水的温度低，所述干燥气体与循环水在填料层内接触换热；和设置在下壳体中的换热器，所述换热器的进出口两端分别与冷却介质进口管和冷却介质出口管连通；在所述下壳体底部设置有冷冻水出口，所述循环水经过自身的汽化潜热降温和冷却介质的冷能降温后，经冷冻水出口排出。

所述干燥气体为空分冷箱中的干燥氮气或/和污氮气。

所述冷却介质为空分装置的低温液体产品。

所述下壳体侧壁上对应设置有两扰流口，两扰流口之间设置有扰流水泵。

所述排气口处设置有除沫器，所述除沫器对排气口处的气体进行气液分离。

所述壳体上设置有温度计、观察视窗和液位计。

所述常温循环水进水管与填料层之间设置有液体分布器，所述进气管处设置有气体分布器。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本实用新型整体结构设计合理，其能够有效综合利用低温液体汽化冷能及循环水汽化潜热来降低循环水的温度，达到预冷系统取消冷水机组亦能正常稳定运行的目的，从而有效的降低企业成本的投入和能耗，最终实现节能减排的目的。

本申请的产品结构设计合理，其不仅能够依靠冷热交换完成降温，同时能够利用循环水的汽化潜热进行降温，从而实现能量的最大化利用，本申请对于冷源的选择依托于空分装置自身，同时能够满足低温液体产品供用户直接使用，实现双重减耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中序号：110为上壳体、120为下壳体、130为排气口；210为常温循环水进水管、220为填料层、230为进气管、300为换热器、310为冷却介质进口管、320为冷却介质出口管、400为冷冻水出口、510为扰流口、520为扰流水泵、600为除沫器、700为液体分布器、800为气体分布器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。

参见图1，本实用新型一种综合利用空分装置冷能的循环水节能降温装置，包括壳体，其中，壳体包括上壳体110和下壳体120，上壳体110顶部设置有排气口130；在上壳体110中依次设置有常温循环水进水管210、填料层220和进气管230，在常温循环水进水管210与填料层220之间设置有液体分布器700，所述进气管230处设置有气体分布器800。

进气管230通入有空分冷箱中的温度约12℃的干燥氮气和污氮气，干燥氮气和污氮气与循环水在填料层220内充分接触换热，本申请中的填料层为至少8 米层高的散堆填料，从而实现充分接触换热；在下壳体120中设置有换热器300，换热器的进出口两端分别与冷却介质进口管310和冷却介质出口管320连通，其冷却介质为空分装置的低温液体产品，如液态氮；在下壳体120底部设置有冷冻水出口400，循环水经过自身的汽化潜热降温和冷却介质的冷能降温后，经冷冻水出口400排出。

由于低温液体产品，如液态氮的温度为-185℃左右，因此在下壳体120侧壁上对应设置有两扰流口510，两扰流口510之间设置有扰流水泵520，使得冷冻水能够实现内部循环，避免发生冻结。

由于干燥氮气和污氮气经过换热后形成了饱和的气体，其含水量大，存在游离水，在排气口130处设置有除沫器600，从而使得除沫器600对排气口130 处的气体进行气液分离。

为了便于对整个过程进行监控，在壳体上设置有温度计、观察视窗和液位计等辅助检测仪器(图中未示出)。

本申请还公开了一种利用上述的综合利用冷能的循环水降温装置的循环水降温方法，其包括以下步骤：

a、将空分冷箱中的干燥气体经进气管引入循环水降温装置的壳体中部，将常温的循环水通过常温循环水进水管引入并喷淋至填料层上，干燥气体和循环水在填料层内充分接触换热，完成循环水的一阶冷却降温和汽化潜热降温；

b、经过步骤a降温后的循环水，流入下壳体中，当下壳体内的循环水达到一定的液位高度后，将空分装置的液体产品通入换热器中，循环水经过与液体产品的换热，完成循环水的二阶冷却降温，并达到需求的温度形成冷冻水，冷冻水经过冷冻水出口引出使用；液体产品经过换热后汽化，并由冷却介质出口管引出使用。

本实用新型可以有效综合利用低温液体汽化冷能及循环水汽化潜热来降低循环水的温度，达到预冷系统取消冷水机组亦能正常稳定运行的结果，最终实现节能减排的目的。以一个实例显示说明，某制氧厂空分装置的预冷系统采用本实用新型的方法来制取冷冻水，取消了一台60×10⁴Kcal/h的冷水机组，该冷水机组的装机功率为135KW，该机组每年的耗电量为1182600KW，按照市场平均用电价格0.65元/Kwh计算，采用本实用新型每年可带来经济效益76万余元。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种综合利用空分装置冷能的循环水节能降温装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体顶部设置有排气口；

依次设置在上壳体中的常温循环水进水管、填料层和进气管，所述进气管通入有干燥气体，且所述干燥气体的温度较循环水的温度低，所述干燥气体与循环水在填料层内接触换热；

和设置在下壳体中的换热器，所述换热器的进出口两端分别与冷却介质进口管和冷却介质出口管连通；

在所述下壳体底部设置有冷冻水出口，所述循环水经过自身的汽化潜热降温和冷却介质的冷能降温后，经冷冻水出口排出。

2.根据权利要求1所述综合利用空分装置冷能的循环水节能降温装置，其特征在于：所述干燥气体为空分冷箱中的干燥氮气或/和污氮气。

3.根据权利要求1所述综合利用空分装置冷能的循环水节能降温装置，其特征在于：所述冷却介质为空分装置的低温液体产品。

4.根据权利要求1所述综合利用空分装置冷能的循环水节能降温装置，其特征在于：所述下壳体侧壁上对应设置有两扰流口，两扰流口之间设置有扰流水泵。

5.根据权利要求1所述综合利用空分装置冷能的循环水节能降温装置，其特征在于：所述排气口处设置有除沫器，所述除沫器对排气口处的气体进行气液分离。

6.根据权利要求1所述综合利用空分装置冷能的循环水节能降温装置，其特征在于：所述壳体上设置有温度计、观察视窗和液位计。

7.根据权利要求1所述综合利用空分装置冷能的循环水节能降温装置，其特征在于：所述常温循环水进水管与填料层之间设置有液体分布器，所述进气管处设置有气体分布器。