CN209177998U - 一种氮气节热分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空气分离技术领域，尤其涉及一种氮气节热分离器,解决了现有技术中存在的能耗高的缺点，包括深冷出气管、预换热器和加热器壳体，深冷出气管的另一端法兰连接有连接管，且连接管的另一端连接有第一盘管法兰，第一盘管的另一端法兰连接有第二盘管，第二盘管的另一端法兰连接有第三盘管，第三盘管的另一端法兰连接有预换热器，预换热器的侧壁下侧固定连接有加热进气管，预换热器的下侧设置有加热器壳体，加热器壳体的内部沿加热器壳体的内壁盘绕有换热管，本实用新型使低温氮气在进入加热器加热前先在外界吸取热量，减少加热所需的热量，在燃料烟气的出口处设置了预换热器，提高了热量的利用率。

Description

一种氮气节热分离器

技术领域

本实用新型涉及空气分离技术领域，尤其涉及一种氮气节热分离器。

背景技术

氮气是一种化学性质不活泼的气体，不易与其他物质发生化学反应，在化工、电子、冶金、食品、机械等领域应用广泛，主要用来作为保护气和密封气，一般保护气的纯度要求为99.99％，有的要求99.998％以上的纯氮，目前的氮气一般是通过空气深冷分离的方法制得的，氮气在高温高压下又可与氢气发生反应生成氨气，在氮气的催化反应过程中，氮气需要加热到450℃，传统的加热方式加热效率低，能耗高。

中国专利CN205527782U公开了一种氮气解热分离器，这样的设备使得高温和低温的氮气充分的换热，但没有解决加热热源能量散失的问题，而且经过深冷的低温氮气在恢复常温前，会大量吸取加热热源的热量，提高热量的消耗。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的能耗高的缺点，而提出的一种氮气节热分离器。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种氮气节热分离器，包括深冷出气管、预换热器和加热器壳体，所述深冷出气管的另一端法兰连接有连接管，且连接管的另一端连接有第一盘管法兰，所述第一盘管的另一端法兰连接有第二盘管，所述第二盘管的另一端法兰连接有第三盘管，所述第三盘管的另一端法兰连接有预换热器，所述预换热器的侧壁下侧固定连接有加热进气管，所述预换热器的下侧设置有加热器壳体，所述加热器壳体的内部沿加热器壳体的内壁盘绕有换热管，且换热管的两端分别延伸至加热器壳体的外侧，所述换热管的上端和加热进气管的下端法兰连接，所述加热器壳体的底部法兰连接有助燃气管，所述加热器壳体的侧壁下侧法兰连接有燃料喷嘴，所述加热器壳体的顶部螺栓固定有顶盖，所述顶盖的上部焊接有烟气连通管，且烟气连通管的上端和预换热器的底部固定连接，所述预换热器的内部设置有列管，所述预换热器的顶部固定连接有排烟管。

优选的，所述第一盘管的内径为第二盘管的内径的1.2～2倍，所述第二盘管的内径为第三盘管的内径的1.2～2倍，且第三盘管的一端和预换热器的内壁法兰连接。

优选的，所述预换热器的下侧焊接有固定支脚，且固定支脚的下端和顶盖通过螺栓连接。

优选的，所述加热进气管和换热管的外侧包裹有保温套。

优选的，所述预换热器的内部设置有分隔板，且分隔板包括上分隔板和下分隔板，上分隔板和下分隔板分别法兰连接在预换热器的内部，所述列管插接在上分隔板和下分隔板之间。

优选的，所述第三盘管设置在上分隔板的下侧，所述加热进气管设置在下分隔板的上侧。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型在加热器的前部设置了直径不同的多端盘管，使低温氮气在进入加热器加热前先在外界吸取热量，温度升至接近常温，减少加热所需的热量，多端盘管直径不同，利于不同温度的氮气的吸热。

2、本实用新型在燃料烟气的出口处设置了预换热器，加热前的氮气和烟气先进行预换热再进入加热器内部，提高了热量的利用率。

综上所述，对比于现有技术，本实用新型在加热器的前部设置了直径不同的多端盘管，使低温氮气在进入加热器加热前先在外界吸取热量，减少加热所需的热量，在燃料烟气的出口处设置了预换热器，提高了热量的利用率。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种氮气节热分离器的主视结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种氮气节热分离器的预换热器剖面结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种氮气节热分离器的加热器壳体剖面结构示意图。

图中：1深冷出气管、2连接管、3第一盘管、4第二盘管、5第三盘管、6预换热器、7加热进气管、8加热器壳体、9换热管、10保温套、11助燃气管、12燃料喷嘴、13顶盖、14烟气连通管、15分隔板、16列管、17排烟管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，一种氮气节热分离器，包括深冷出气管1、预换热器6和加热器壳体8，深冷出气管1的另一端法兰连接有连接管2，且连接管2的另一端连接有第一盘管3法兰，第一盘管3的另一端法兰连接有第二盘管4，第二盘管4的另一端法兰连接有第三盘管5，第三盘管5的另一端法兰连接有预换热器6，预换热器6的侧壁下侧焊接有加热进气管7，预换热器6的下侧设置有加热器壳体8，加热器壳体8的内部沿加热器壳体8的内壁盘绕有换热管9，且换热管9的两端分别延伸至加热器壳体8的外侧，换热管9的上端和加热进气管7的下端法兰连接，加热器壳体8的底部法兰连接有助燃气管11，加热器壳体8的侧壁下侧法兰连接有燃料喷嘴12，加热器壳体8的顶部螺栓固定有顶盖13，顶盖13的上部焊接有烟气连通管14，且烟气连通管14的上端和预换热器6的底部法兰连接，预换热器6的内部设置有列管16，预换热器6的顶部焊接有排烟管17。

具体的，第一盘管3的内径为第二盘管4的内径的1.2～2倍，第二盘管4的内径为第三盘管5的内径的1.2～2倍，且第三盘管5的一端和预换热器6的内壁法兰连接。

其中，预换热器6的下侧焊接有固定支脚，且固定支脚的下端和顶盖13通过螺栓连接。

其中，加热进气管7和换热管9的外侧包裹有保温套10，保温套10的材质为陶瓷纤维。

具体的，预换热器6的内部设置有分隔板15，且分隔板15包括上分隔板和下分隔板，上分隔板和下分隔板分别法兰连接在预换热器6的内部，列管16插接在上分隔板和下分隔板之间。

其中,第三盘管5设置在上分隔板的下侧，加热进气管7设置在下分隔板的上侧。

实施例：深冷分离出来的液氮经过前段换热，汽化成为氮气后，经深冷出气管1、连接管2进入第一盘管3，在第一盘管3内部先吸取外界的热量，温度升高，然后进入第二盘管4，进入第二盘管4内部后，由于氮气的温度升高，和外界的温差缩小，所以第二盘管4的管径较小，管长较长，和外界的换热面积增大，方便氮气吸热，再进入直径更小的第三盘管5，由于氮气的温度升高，和外界的温差更小，第三盘管5的管径更小、管长更长，方便氮气吸热，由于氮气清洁，氮气进入预换热器6的壳程(管间)，然后经加热进气管7进入换热管9，燃料喷嘴12喷射燃料(燃油)，助燃气管11通入助燃气体(氧气)，燃料在加热器壳体8内部燃烧，将换热管9内的氮气加热，燃烧产生的烟气经烟气连通管14进入预换热器6的管程(列管16中)，和进入加热器壳体8前的氮气进行换热，烟气的部分热量被氮气吸收，提高了热量的利用率，换热后的烟气经排烟管17进入后续处理工段。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种氮气节热分离器，包括深冷出气管(1)、预换热器(6)和加热器壳体(8)，其特征在于，所述深冷出气管(1)的另一端法兰连接有连接管(2)，且连接管(2)的另一端连接有第一盘管(3)法兰，所述第一盘管(3)的另一端法兰连接有第二盘管(4)，所述第二盘管(4)的另一端法兰连接有第三盘管(5)，所述第三盘管(5)的另一端法兰连接有预换热器(6)，所述预换热器(6)的侧壁下侧固定连接有加热进气管(7)，所述预换热器(6)的下侧设置有加热器壳体(8)，所述加热器壳体(8)的内部沿加热器壳体(8)的内壁盘绕有换热管(9)，且换热管(9)的两端分别延伸至加热器壳体(8)的外侧，所述换热管(9)的上端和加热进气管(7)的下端法兰连接，所述加热器壳体(8)的底部法兰连接有助燃气管(11)，所述加热器壳体(8)的侧壁下侧法兰连接有燃料喷嘴(12)，所述加热器壳体(8)的顶部螺栓固定有顶盖(13)，所述顶盖(13)的上部焊接有烟气连通管(14)，且烟气连通管(14)的上端和预换热器(6)的底部固定连接，所述预换热器(6)的内部设置有列管(16)，所述预换热器(6)的顶部固定连接有排烟管(17)。

2.根据权利要求1所述的一种氮气节热分离器，其特征在于，所述第一盘管(3)的内径为第二盘管(4)的内径的1.2～2倍，所述第二盘管(4)的内径为第三盘管(5)的内径的1.2～2倍，且第三盘管(5)的一端和预换热器(6)的内壁法兰连接。

3.根据权利要求1所述的一种氮气节热分离器，其特征在于，所述预换热器(6)的下侧焊接有固定支脚，且固定支脚的下端和顶盖(13)通过螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的一种氮气节热分离器，其特征在于，所述加热进气管(7)和换热管(9)的外侧包裹有保温套(10)。

5.根据权利要求1所述的一种氮气节热分离器，其特征在于，所述预换热器(6)的内部设置有分隔板(15)，且分隔板(15)包括上分隔板和下分隔板，上分隔板和下分隔板分别法兰连接在预换热器(6)的内部，所述列管(16)插接在上分隔板和下分隔板之间。

6.根据权利要求1所述的一种氮气节热分离器，其特征在于,所述第三盘管(5)设置在上分隔板的下侧，所述加热进气管(7)设置在下分隔板的上侧。