CN209735192U - 一种分体式空气分离设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种分体式空气分离设备，包括两个可活动式底座，第一可活动式底座上依次装载有管道连接的空气压缩机、空气冷却塔和空气纯化器，第二可活动式底座上装载有管道连接的换热器和低温精馏塔；当第一可活动式底座与第二可活动式底座活动至目标位置，第一可活动式底座上的空气纯化器与第二可活动式底座上的换热器通过管道连接，所述空气分离设备还包括空气过滤器，所述空气过滤器包括透气管以及套设于透气管之外的若干过滤片，若干过滤片沿透气管的轴向分布，所述透气管具有对应于每一过滤片的透气孔，所述透气孔通过对应的过滤片与外界连通；所述透气管的出气口与空气压缩机的进气口连接。本实用新型提高了空气分离的工作效率。

Description

一种分体式空气分离设备

技术领域

本实用新型属于空气分离技术领域，具体涉及一种分体式空气分离设备。

背景技术

空气是一种主要由氧、氮、氩等气体组成的复杂气体混合物，空气中还含有数量不定的灰尘、水分、乙炔，以及二氧化硫、硫化氢、一氧化碳、一氧化二氮等微量杂质。基于如何有效地利用空气资源，空气分离设备应运而生。

空气分离设备是指利用空气中各组分的物理性质的不同而采用低温液化、吸附、膜分离等各种方法从空气中分离出氧气和氮气以及可能还有氦气、氩气等稀有气体的设备，简称空分设备。典型的空气分离设备是利用低温精馏原理分离空气的设备，这种设备通常包括由中压塔和低压塔构成的低温精馏塔，在该低温精馏塔中可以产生低温的液氧或液氮。这种塔式空气分离设备通常具有非常大的体积并且需要很大的占地面积。例如，一个精馏塔可能具有高达数米的宽度以及数十米的高度。因此，这种大型空气分离设备通常固定设置在专门的工厂中。

随着科技的发展，空气分离设备朝着可移动化、智能化的方向发展；对于不便到达的偏远地区或者短时间内需要大量氧或氮产品的场合而言，能够在现场直接进行空气分离并由此在现场持续供应氧或氮等产品将是有利的。为此，已经出现了移动式空气分离设备，但现有的移动式空气分离设备存在以下不足之处：没有空气的预处理过程，由于空气中含有一定的杂质，若不加以处理，容易造成空气分离过程中空气压缩机、空气冷却塔等设备中的杂质的沉积，从而带来后续杂质清理的麻烦。

实用新型内容

基于现有技术中存在的上述不足，本实用新型提供一种分体式空气分离设备。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种分体式空气分离设备，包括第一可活动式底座和第二可活动式底座，第一可活动式底座上依次装载有管道连接的空气压缩机、空气冷却塔和空气纯化器，第二可活动式底座上装载有管道连接的换热器和低温精馏塔；当第一可活动式底座与第二可活动式底座活动至目标位置，第一可活动式底座上的空气纯化器与第二可活动式底座上的换热器通过管道连接，所述空气分离设备还包括空气过滤器，所述空气过滤器包括透气管以及套设于透气管之外的若干过滤片，若干过滤片沿透气管的轴向分布，所述透气管具有对应于每一过滤片的透气孔，所述透气孔通过对应的过滤片与外界连通；所述透气管的出气口与空气压缩机的进气口连接。

作为优选方案，所述过滤片为周边相互连接的双层过滤膜，所述过滤片的中部具有透气管穿过的贯穿孔，且过滤片的贯穿孔与透气管密封连接；所述透气孔位于双层过滤膜之间。

作为优选方案，所述过滤片为方形或圆形或异形。

作为优选方案，所述过滤片的孔径小于3μm。

作为优选方案，所述空气纯化器包括沿气流方向设置的冷凝纯化器和吸附纯化器。

作为优选方案，所述吸附纯化器为双层结构，下层设置活性氧化铝，上层设置分子筛。

作为优选方案，所述空气冷却塔内设有蛇形换热管路结构。

作为优选方案，所述换热器与低温精馏塔之间设有透平膨胀机。

作为优选方案，所述的换热器与低温精馏塔之间设置有供膨胀制冷后压缩空气与精馏上塔引出产品氧进行热交换的过冷器。

作为优选方案，所述过冷器为板式过冷器。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：

本实用新型的分体式空气分离设备，在空气压缩机进行空气压缩之前，对空气进行过滤，使空气中的杂质得以处理，提高了空气分离的工作效率；另外，本实用新型的分体式空气分离设备中的空气过滤器的结构有效提高了空气过滤的精度，而且，便于清洗。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的分体式空气分离设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的分体式空气分离设备的工艺流程示意图；

图3是本实用新型实施例一的分体式空气分离设备的空气过滤器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例三的分体式空气分离设备的工艺流程示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

实施例一：

如图1所示，本实施例的分体式空气分离设备，包括第一可活动式底座A和第二可活动式底座B，第一可活动式底座A和第二可活动式底座B均为平板车结构，便于在其上装载相应的装置；其中，平板车结构具有相应的牵引装置，牵引装置的具体结构可以参考现有技术，只要能牵引平板车活动即可，在此不赘述。

第一可活动式底座A上依次装载有管道连接的空气过滤器1、空气压缩机2、空气冷却塔3和空气纯化器4，第二可活动式底座B上装载有管道连接的换热器5和低温精馏塔6；当第一可活动式底座A与第二可活动式底座B活动至目标位置时，第一可活动式底座A上的空气纯化器4与第二可活动式底座B上的换热器5通过管道连接以构成空气分离系统。该空气分离系统为低温精馏型空气分离系统，如图2所示，低温精馏型空气分离系统在运行中，原料空气首先进入空气过滤器1进行过滤以去除空气中的杂质（例如，空气中的灰尘颗粒等），过滤后的空气进入空气压缩机2内被压缩形成加压空气。随后，该加压空气通过管道到达空气冷却塔3进行预冷，预冷后的空气进入空气纯化器4，以便除去杂质例如水分和二氧化碳；接下来，已纯化的空气经由管道流到换热器5的热端，通过换热器5的热交换作用，已纯化的空气被冷却到其露点，并以气态形式从该换热器5的冷端经由管道流入低温精馏塔6的底部，在低温精馏塔6中，处于低温的空气在精馏后转变成液氧和液氮。液氧和液氮分别通过管道输出到换热器5的冷端，复热后成为供给用户的氧气产品a和氮气产品b。

作为分体式的空气分离设备，上述空气分离系统中的空气过滤器1、空气压缩机2、空气冷却器3和空气纯化器4装载在第一活动底座A上，而换热器5和低温精馏塔6则装载在第二可活动式底座B上；从而，这些用于空气分离的组件可以被方便地运输到任何期望的地点，并且可以在现场通过管道连接以便形成低温精馏型空气分离系统。本实施例的空气压缩机2采用离心式压缩机；本实施例的空气纯化器4采用两个吸附纯化器，以便保证一台吸附纯化器正常工作，另一台解吸附，便于保证空气纯化的效率；吸附纯化器为双层结构，下层设置活性氧化铝，上层设置分子筛；本实施例的空气冷却塔采用循环冷却水进行冷却，即在空气冷却塔内设有沿气流方向布设的蛇形换热管路结构，提高空气与水之间的热交换面积，提高热交换效率。

如图3所示，空气过滤器1包括透气管11以及套设在透气管之外的若干过滤片12，若干过滤片沿透气管的轴向分布，透气管11具有对应于每一过滤片的透气孔111，透气孔111通过对应的过滤片与外界连通，透气管11的出气口与空气压缩机2的进气口连接，从而使得空气必须经过过滤片的过滤作用才能进入透气管内，进而进入空气压缩机2内进行空气压缩。其中，过滤片12为周边相互连接的双层过滤膜，过滤片12的中部具有透气管穿过的贯穿孔，且过滤片的贯穿孔与透气管密封连接，密封连接的方式可以为粘接或者通过锁片连接等现有的密封连接方式。另外，透气孔位于双层过滤膜之间，从而使得透气孔通过对应的过滤片才能与外界连通，实现优异的过滤性能。本实施例的过滤片为方形，还可以为圆形或异形等其他结构。本实施例的过滤片的孔径小于3μm，以便有效阻截空气的灰尘颗粒进入透气管11内。

本实施例的分体式空气分离设备，在空气压缩机进行空气压缩之前，对空气进行过滤，使空气中的杂质得以处理，提高了空气分离过程中空气压缩机、空气冷却塔的工作效率；另外，本实用新型的分体式空气分离设备中的空气过滤器的结构有效提高了空气过滤的精度，而且，便于清洗。

实施例二：

本实施例的分体式空气分离设备与实施例一的不同之处在于：

本实施例的空气纯化器包括沿气流方向设置的冷凝纯化器和吸附纯化器，冷凝纯化器的进气口与空气冷却器的出气口管道连接，冷凝纯化器的出口与吸附纯化器的进气口管道连接，吸附纯化器的出气口与换热器的进气口管道连接；吸附纯化器为双层结构，下层设置活性氧化铝，上层设置分子筛；采用组合式的纯化器，有效提高空气纯化的效率。

其它结构可以参考实施例一。

实施例三：

本实施例的分体式空气分离设备与实施例一的不同之处在于：

如图4所示，换热器5与低温精馏塔6之间设有透平膨胀机7，换热器5与低温精馏塔6之间还设置有供膨胀制冷后压缩空气与精馏上塔引出产品氧进行热交换的过冷器8；即经过换热器的空气降温后，进入透平膨胀机7进行膨胀制冷，进一步降低空气的温度，压缩空气膨胀制冷后通过过冷器8后进入低温精馏塔的上塔进行空气分离、精馏制氧，在上塔的下部引出产品氧后并经过过冷器8后与膨胀制冷后的压缩空气进行热交换机，再经过换热器5后输出氧气产品；本实施例的过冷器为板式过冷器。本实施例的结构改进，生成的产品的纯度更高，且节能。

其它结构可以参考实施例一。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是对本实用新型的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本实用新型提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种分体式空气分离设备，包括第一可活动式底座和第二可活动式底座，第一可活动式底座上依次装载有管道连接的空气压缩机、空气冷却塔和空气纯化器，第二可活动式底座上装载有管道连接的换热器和低温精馏塔；当第一可活动式底座与第二可活动式底座活动至目标位置，第一可活动式底座上的空气纯化器与第二可活动式底座上的换热器通过管道连接，其特征在于，所述空气分离设备还包括空气过滤器，所述空气过滤器包括透气管以及套设于透气管之外的若干过滤片，若干过滤片沿透气管的轴向分布，所述透气管具有对应于每一过滤片的透气孔，所述透气孔通过对应的过滤片与外界连通；所述透气管的出气口与空气压缩机的进气口连接。

2.根据权利要求1所述的一种分体式空气分离设备，其特征在于，所述过滤片为周边相互连接的双层过滤膜，所述过滤片的中部具有透气管穿过的贯穿孔，且过滤片的贯穿孔与透气管密封连接；所述透气孔位于双层过滤膜之间。

3.根据权利要求2所述的一种分体式空气分离设备，其特征在于，所述过滤片为方形或圆形或异形。

4.根据权利要求3所述的一种分体式空气分离设备，其特征在于，所述过滤片的孔径小于3μm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种分体式空气分离设备，其特征在于，所述空气纯化器包括沿气流方向设置的冷凝纯化器和吸附纯化器。

6.根据权利要求5所述的一种分体式空气分离设备，其特征在于，所述吸附纯化器为双层结构，下层设置活性氧化铝，上层设置分子筛。

7.根据权利要求1-4任一项所述的一种分体式空气分离设备，其特征在于，所述空气冷却塔内设有蛇形换热管路结构。

8.根据权利要求1-4任一项所述的一种分体式空气分离设备，其特征在于，所述换热器与低温精馏塔之间设有透平膨胀机。

9.根据权利要求8所述的一种分体式空气分离设备，其特征在于，所述的换热器与低温精馏塔之间设置有供膨胀制冷后压缩空气与精馏上塔引出产品氧进行热交换的过冷器。

10.根据权利要求9所述的一种分体式空气分离设备，其特征在于，所述过冷器为板式过冷器。