CN210952074U - 一种低压空分系统中的空气冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低压空分系统中的空气冷却装置，属于空气冷却装置技术领域。它解决了现有空分系统中的空气冷却耗能高等技术问题。低压空分系统包括空气压缩机和连接在空气压缩机上的空气管道；空气管道包括与空气压缩机的进气口相连接的进气管道以及与空气压缩机的出气口相连接的出气管道，本空气冷却装置包括溴化锂换热组件、冷却器和循环管道，出气管道依次连接溴化锂换热组件和冷却器；循环管道内具有循环水或氢烃制冷剂且循环管道也依次连接溴化锂换热组件和冷却器。本实用新型中设置了溴化锂换热组件，有效替代现有的冷冻机组，大大减少了电能消耗。

Description

一种低压空分系统中的空气冷却装置

技术领域

本实用新型属于空气冷却装置技术领域，涉及一种低压空分系统中的空气冷却装置。

背景技术

低压空分系统中压缩机在气体压缩过程中可产生大量的热能，排气温度可达到120度，空分系统中的循环冷却水主要用于换热，降低气体温度；通常采用冷却水换热降温到37度，再通过冷冻水降温到8度；循环冷却水系统由水泵、风机、水池等组成，冷冻水系统由冷水机组等组成，冷却水系统和冷冻水系统的循环使用需要耗费大量的电力资源。

我国专利(公告号：CN207006908U；公告日：2018-02-13)公开了一种空分工艺循环冷却系统，包括水冷却塔、循环水管道、电动阀门、脱盐水管道、闭式蒸发冷却塔、循环泵、空分系统及空分系统进、出水管道，循环水管道一端与厂区系统中的冷却塔连接，另一端通过电动阀门与空分系统进水管管道连接，用于应对脱盐水供应不足的情况；脱盐水管道一端与脱盐水系统管道连接，另一端与闭式蒸发冷却塔连接，闭式蒸发冷却塔的底部与空分系统进水管道一端连接，空分系统进水管道另一端与循环泵连接，循环泵通过管道与空分系统的设备进水管道连接，空分系统的出水管道与冷却塔的进水管连接。。

上述专利文献中的空分工艺循环冷却系统结构比较复杂，而且也需要耗费大量的能源。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在的上述问题，提供一种低压空分系统中的空气冷却装置，本实用新型所要解决的技术问题是：如何降低空分系统中空气冷却过程中所需要的能源。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种低压空分系统中的空气冷却装置，低压空分系统包括空气压缩机和连接在所述空气压缩机上的空气管道；所述空气管道包括与所述空气压缩机的进气口相连接的进气管道以及与所述空气压缩机的出气口相连接的出气管道，其特征在于，所述空气冷却装置包括溴化锂换热组件、冷却器和循环管道，所述出气管道依次连接所述溴化锂换热组件和冷却器；所述循环管道内具有循环水或氢烃制冷剂且所述循环管道也依次连接所述溴化锂换热组件和冷却器。

其工作原理如下：本空气冷却装置中设置了溴化锂换热组件，利用空气分离过程中所产生的中温空气的热量，驱动溴化锂换热组件制冷，从而为整个空气冷却装置提供所需冷量。本技术方案中主要利用溶液浓度变化，实现制冷过程，本技术方案提供两种温度位系统。与传统余热吸收式利用系统不同，本技术方案中采用溴化锂/水为工质，其中，对于零度温位以下制冷，采用氢烃作为制冷剂，生产出零度以下冷媒介质，预冷空气；对于零度温位以上机组，采用水为制冷剂，通过浓度变化，产生制冷效果，制备8摄氏度左右冷媒介质，供给冷却器。本技术方案有效替代现有的冷冻机组，大大减少了电能消耗；取消了现有的循环冷却水和冷冻水装置及电耗，每年收益可达120万以上。

在上述的低压空分系统中的空气冷却装置中，所述冷却器采用若干组热管用于循环管道和出气管道的热量交换。本技术方案中采用高效热管替代现有空冷过程中使用的管壳式、板式等传统换热器，提高了传热效率，减小了空冷设备与预冷装备热回收制冷机组的体积，降低了原始尺寸。

在上述的低压空分系统中的空气冷却装置中，所述出气管道的末端设有纯化器。气体在制冷循环中逐步被冷却降温，在达到冷凝温度以前，气体中的杂质气体将凝结成固体而附着在管道及阀门等处,甚至进入膨胀机,最终使得液化器停止工作,所以在出气管道的末端安装纯化器，按杂质的类型采取化学方法或冷冻方法或物理吸附方法去除杂质,达到气体纯化的目的。

在上述的低压空分系统中的空气冷却装置中，所述溴化锂换热组件包括冷水机壳体，所述冷水机壳体内设置有通过水管网连接的发生器、蒸发器、吸收器、冷凝器及溶液热交换器。发生器通过第一连通管与冷凝器连接；发生器通过第二水管依次与溶液热交换器、发生器泵及吸收器连接，发生器通过第三水管依次与溶液热交换器、吸收器连接；冷凝器通过第一水管与蒸发器连接，冷凝器通过第四水管与吸收器连接；吸收器通过第二连通管与蒸发器连接；蒸发器分别通过第五水管、第六水管与蒸发器泵连接，蒸发器还分别通过冷冻水供水管、冷冻水回水管与表冷器连接。出气管道内的热空气进入发生器内，作为发生器的热源；冷凝器内的高压气态制冷剂经放热后凝结为液态，打开膨胀阀后，减压降温后的液态制冷剂经第一水管输送至蒸发器内；在蒸发器内，液态制冷剂吸收热量，此时液态制冷剂被气化为低压气体，在吸收器中，用液态吸收剂不断吸收蒸发器中被气化的制冷剂，以达到维持蒸发器内低压的目的；吸收剂吸收制冷剂蒸气形成制冷剂-吸收剂溶液；制冷剂-吸收剂溶液经发生器泵升压后由第二水管经溶液热交换器送入发生器内，然后再由发生器送出沿第三水管送回吸收器内，期间通过溶液热交换器、发生器的处理，回到吸收器的制冷剂-吸收剂溶液进行了换热，有效的提高了进入发生器中冷溶液的温度，减少了发生器所耗散的热量。

与现有技术相比，本实用新型中设置了溴化锂换热组件，利用空气分离过程中所产生的中温空气的热量，驱动溴化锂换热组件制冷，从而为整个空气冷却装置提供所需冷量，有效替代现有的冷冻机组，大大减少了电能消耗；取消了现有的循环冷却水和冷冻水装置及电耗，节省了制造成本和使用成本，每年收益可达120万以上。

附图说明

图1是本空气冷却装置的使用结构示意图。

图中，1、空气压缩机；2、空气管道；21、进气管道；22、出气管道；3、溴化锂换热组件；4、冷却器；5、循环管道；6、纯化器。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，低压空分系统包括空气压缩机1和连接在空气压缩机1上的空气管道2；空气管道2包括与空气压缩机1的进气口相连接的进气管道21以及与空气压缩机1的出气口相连接的出气管道22，其特征在于，空气冷却装置包括溴化锂换热组件3、冷却器4和循环管道5，出气管道22依次连接溴化锂换热组件3和冷却器4；循环管道5内具有循环水或氢烃制冷剂且循环管道5也依次连接溴化锂换热组件3和冷却器4。

本空气冷却装置中设置了溴化锂换热组件3，利用空气分离过程中所产生的中温空气的热量，驱动溴化锂换热组件3制冷，从而为整个空气冷却装置提供所需冷量。本技术方案中主要利用溶液浓度变化，实现制冷过程，本技术方案提供两种温度位系统。与传统余热吸收式利用系统不同，本技术方案中采用溴化锂/水为工质，其中，对于零度温位以下制冷，采用氢烃作为制冷剂，生产出零度以下冷媒介质，预冷空气；对于零度温位以上机组，采用水为制冷剂，通过浓度变化，产生制冷效果，制备8摄氏度左右冷媒介质，供给冷却器4。本技术方案有效替代现有的冷冻机组，大大减少了电能消耗；取消了现有的循环冷却水和冷冻水装置及电耗，每年收益可达120万以上。

本实施例中冷却器4采用若干组热管用于循环管道5和出气管道22的热量交换；出气管道22的末端设有纯化器6。溴化锂换热组件3包括冷水机壳体，冷水机壳体内设置有通过水管网连接的发生器、蒸发器、吸收器、冷凝器及溶液热交换器。发生器通过第一连通管与冷凝器连接；发生器通过第二水管依次与溶液热交换器、发生器泵及吸收器连接，发生器通过第三水管依次与溶液热交换器、吸收器连接；冷凝器通过第一水管与蒸发器连接，冷凝器通过第四水管与吸收器连接；吸收器通过第二连通管与蒸发器连接；蒸发器分别通过第五水管、第六水管与蒸发器泵连接，蒸发器还分别通过冷冻水供水管、冷冻水回水管与表冷器连接。出气管道22内的热空气进入发生器内，作为发生器的热源；冷凝器内的高压气态制冷剂经放热后凝结为液态，打开膨胀阀后，减压降温后的液态制冷剂经第一水管输送至蒸发器内；在蒸发器内，液态制冷剂吸收热量，此时液态制冷剂被气化为低压气体，在吸收器中，用液态吸收剂不断吸收蒸发器中被气化的制冷剂，以达到维持蒸发器内低压的目的；吸收剂吸收制冷剂蒸气形成制冷剂-吸收剂溶液；制冷剂-吸收剂溶液经发生器泵升压后由第二水管经溶液热交换器送入发生器内，然后再由发生器送出沿第三水管送回吸收器内，期间通过溶液热交换器、发生器的处理，回到吸收器的制冷剂-吸收剂溶液进行了换热，有效的提高了进入发生器中冷溶液的温度，减少了发生器所耗散的热量。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、空气压缩机；2、空气管道；21、进气管道；22、出气管道；3、溴化锂换热组件；4、冷却器；5、循环管道；6、纯化器等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (4)

1.一种低压空分系统中的空气冷却装置，低压空分系统包括空气压缩机(1)和连接在所述空气压缩机(1)上的空气管道(2)；所述空气管道(2)包括与所述空气压缩机(1)的进气口相连接的进气管道(21)以及与所述空气压缩机(1)的出气口相连接的出气管道(22)，其特征在于，所述空气冷却装置包括溴化锂换热组件(3)、冷却器(4)和循环管道(5)，所述出气管道(22)依次连接所述溴化锂换热组件(3)和冷却器(4)；所述循环管道(5)内具有循环水或氢烃制冷剂且所述循环管道(5)也依次连接所述溴化锂换热组件(3)和冷却器(4)。

2.根据权利要求1所述的低压空分系统中的空气冷却装置，其特征在于，所述冷却器(4)采用若干组热管用于循环管道(5)和出气管道(22)的热量交换。

3.根据权利要求2所述的低压空分系统中的空气冷却装置，其特征在于，所述出气管道(22)的末端设有纯化器(6)。

4.根据权利要求1或2或3所述的低压空分系统中的空气冷却装置，其特征在于，所述溴化锂换热组件(3)包括冷水机壳体，所述冷水机壳体内设置有通过水管网连接的发生器、蒸发器、吸收器、冷凝器及溶液热交换器。

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