CN211451557U - 一种用于空分制氧站的预冷系统 - Google Patents

一种用于空分制氧站的预冷系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种用于空分制氧站的预冷系统，包括空冷塔和水冷塔，空冷塔的冷却水入口和水冷塔的冷却水出口通过冷却水供应管路相连通，空冷塔的壳状塔体采用由外壳和内壳所组成的双层结构，外壳和内壳之间设有壳间腔，外壳的顶部设有壳间腔出水管，外壳的底部设有壳间腔给水管，壳间腔通过壳间腔给水管和冷却水供应管路相连通，外壳和内壳上从上至下依次设有空气出口管、空气进口管和冷却水出水管，冷却水出水管和水冷塔的冷却入口通过冷却水回水管路相连通，冷却水回水管路通过壳间腔出水管和壳间腔相连通。解决破损后保温层的则会影响空冷塔内部热交换的效率的技术问题，本实用新型使用方便，具有广泛的市场前景。

Description

一种用于空分制氧站的预冷系统
技术领域
本实用新型涉及制氧技术领域，具体涉及一种用于空分制氧站的预冷系统。
背景技术
预冷系统是空分系统中不可缺少的一环。经过过滤和压缩后的空气温度大约在100℃左右，需要经过一套预冷系统进行冷却，才能进入下游纯化系统，最终精馏分离。
预冷系统一般包括一套空冷塔和一套水冷塔，通常情况下，空气在空冷塔经过冷却后，然后经过干燥处理，才可以进入下游纯化系统，空冷塔的外壁上通常设置有保温层用于对空冷塔进行保温，但是，保温层一是不容易安装，二是在长期使用中，保温层容易破损，导致空冷塔冷却效果降低。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种具有保温功能的空冷塔塔体的用于空分制氧站的预冷系统，用于克服现有技术中缺陷。
本实用新型采用的技术方案为：一种用于空分制氧站的预冷系统，包括空冷塔和水冷塔，所述的空冷塔的冷却水入口和水冷塔的冷却水出口通过冷却水供应管路相连通，所述的空冷塔的壳状塔体采用由外壳和内壳所组成的双层结构，外壳和内壳之间设有壳间腔，外壳的顶部设有壳间腔出水管，外壳的底部设有壳间腔给水管，所述的壳间腔通过壳间腔给水管和冷却水供应管路相连通，外壳和内壳上从上至下依次设有空气出口管、空气进口管和冷却水出水管，冷却水出水管和水冷塔的冷却入口通过冷却水回水管路相连通，冷却水回水管路通过壳间腔出水管和所述的壳间腔相连通。
优选的，所述的内壳的内腔内设置有冷却水喷淋单元，冷却水喷淋单元通过第一冷却水供应支管和冷却水供应管路相连通，第一冷却水供应支管上设置有第一增压泵，壳间腔给水管通过第二冷却水供应支管和冷却水供应管路相连通，第二冷却水供应支管上设置有第二增压泵。
优选的，所述的冷却水出水管内设置有单向阀，壳间腔出水管通过冷却水回水支管和冷却水回水管路相连通，冷却水回水支管和冷却水回水管路之间的连接处与冷却水出水管之间的冷却水回水管路上设置有第三增压泵。
优选的，所述的内壳的内腔通过空气进口管和空气输入管道相连通，空气输入管道上设有翅片管式换热器，翅片管式换热器的液体介质入口和循环水给水管相连通，翅片管式换热器的液体介质出口和循环水回水管相连通，所述的内壳的内腔通过空气出口管和空气输出管道相连通，空气输出管道上设置有分子筛干燥器。
优选的，所述的冷却水喷淋单元上方设置有气液分离隔板，气液分离隔板采用斗状结构，气液分离隔板设置有若干个升气帽，若干个升气帽均匀安装在气液分离隔板上，冷却水喷淋单元和空气进口管之间的内壳的内腔上设置有填料层。
优选的，所述的冷却水供应管路和第二冷却水供应支管之间的连接处位于第一冷却水供应支管和冷却水供应管路之间的连接处与水冷塔的冷却水出口之间，冷却水供应管路和第二冷却水供应支管之间的连接处与水冷塔的冷却水出口之间的冷却水供应管路上沿供水方向上依次设置有第一流量计、第四增压泵和冷水机组。
优选的，所述的冷却水回水支管和冷却水回水管路之间的连接处与水冷塔的冷却入口之间的冷却水回水管路上沿回水方向依次设置有第二流量计和补水管路，补水管路和冷却水回水管路相连通，补水管路上设置有截止阀和第三流量计。
本实用新型有益效果是：首先，本实用新型通过设置空冷塔的壳状塔体采用由外壳和内壳所组成的双层结构，外壳和内壳之间设有壳间腔，所述的壳间腔通过壳间腔给水管和冷却水供应管路相连通，冷却水回水管路通过壳间腔出水管和所述的壳间腔相连通，解决了常规技术方案中需要在空冷塔外部设置保温层来保持空冷塔内部热交换的效率，同时保温层又容易破损，破损后保温层的则会影响空冷塔内部热交换的效率的技术问题，同时本实用新型采用上述结构，相对于现有技术来说相当于多了一次间接热交换，更具有技术优势；其次，本实用新型气液分离隔板采用斗状结构，气液分离隔板设置有若干个升气帽，若干个升气帽均匀安装在气液分离隔板上，采用斗状结构气液分离隔板本身就相当于一个较大的气液分离器，空气经过气液分离隔板相当于进行了一次气液分离，在经过升气帽相当于第二次气液分离，相对于现有技术具有更高的气液分离效率；最后，在空气输出管道上设置的分子筛干燥器，分子筛干燥器改变了常规的设置在空冷塔内部更换或者老化均不容易，通常需要停车进行老化的技术问题，更容易保证整个生产系统的稳定运行；本实用新型具有结构简单，操作方便，设计巧妙，大大提高了工作效率，具有很好的社会和经济效益，是易于推广使用的产品。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1细节A的局部放大示意图。
图3为图1细节B的局部放大示意图。
图4为本实用新型部件的结构示意图。
图5为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5所示，一种用于空分制氧站的预冷系统，包括空冷塔和水冷塔1，本产品的水冷塔1由于采用现有技术，因此不在对水冷塔1做详细描述，所述的空冷塔的冷却水入口和水冷塔1的冷却水出口通过冷却水供应管路2相连通，所述的空冷塔的壳状塔体采用由外壳3和内壳4所组成的双层结构，外壳3和内壳4之间设有壳间腔，外壳3的顶部设有壳间腔出水管5，外壳3的底部设有壳间腔给水管6，所述的壳间腔通过壳间腔给水管6和冷却水供应管路2相连通，外壳3和内壳4上从上至下依次设有空气出口管9、空气进口管8和冷却水出水管10，冷却水出水管10和水冷塔1的冷却入口通过冷却水回水管路7相连通，冷却水回水管路7通过壳间腔出水管5和所述的壳间腔相连通。
所述的内壳4的内腔内设置有冷却水喷淋单元11，冷却水喷淋单元11由于采用现有技术，因此不在对冷却水喷淋单元11做过多的赘述，冷却水喷淋单元11通过第一冷却水供应支管12和冷却水供应管路2相连通，第一冷却水供应支管12上设置有第一增压泵13，壳间腔给水管6通过第二冷却水供应支管14和冷却水供应管路2相连通，第二冷却水供应支管14上设置有第二增压泵15。
所述的冷却水出水管10内设置有单向阀16，设置单向阀16的目的是防止冷却水回水管路7意外进入内壳4的内腔而做的进一步的安全保护，冷却水出水管10和冷却水回水管路7相连接，壳间腔出水管5通过冷却水回水支管17和冷却水回水管路7相连通，冷却水回水支管17和冷却水回水管路7之间的连接处与冷却水出水管10之间的冷却水回水管路7上设置有第三增压泵18。
所述的内壳4的内腔通过空气进口管8和空气输入管道19相连通，空气输入管道19上设有翅片管式换热器20，翅片管式换热器20的液体介质入口和循环水给水管21相连通，翅片管式换热器20的液体介质出口和循环水回水管22相连通，翅片管式换热器20是一种现有技术的气液换热器，其中的液体腔体采用循环水进行冷却，由于循环水的水质较差，本产品的第一次气液热交换采用间接式接触的热交换，避免了循环水和低温冷冻水的直接接触从而带来的循环水污染低温冷冻水的技术问题，也同时避免了循环水和空气接触而带来的对空气污染的技术问题，因为翅片管式换热器20内包括翅片管热交换更多的是在翅片管上进行的，相对于其他种类的气液换热器具有更大的热交换面积，换热效率更加高，因此采用翅片管式换热器20相对于其他种类的气液换热器更具有技术优势。所述的内壳4的内腔通过空气出口管9和空气输出管道31相连通，空气输出管道31上设置有分子筛干燥器32，分子筛干燥器32和空气输出管道31相连通，分子筛干燥器32的外壳采用管状结构，分子筛干燥器32的内腔中设置有分子筛层，所述的分子筛层通过上下两个微孔滤板固定，相对于一般的在空冷塔内设置分子筛层，本产品在空冷塔外设置分子筛干燥器32更容易更换，便于空冷塔长期稳定的运行。
所述的冷却水喷淋单元11上方设置有气液分离隔板23，气液分离隔板23和内壳4的内壁通过焊接的方式固定连接，气液分离隔板23采用斗状结构，气液分离隔板23设置有若干个升气帽24，若干个升气帽24均匀安装在气液分离隔板23上，采用斗状结构气液分离隔板23本身就相当于一个较大的气液分离器，空气经过气液分离隔板23相当于进行了一次气液分离，在经过升气帽24相当于第二次气液分离，相对于现有技术具有更高的气液分离效率，从而减轻了下一步通过分子筛吸收空气内水蒸气的效率，间接的提高了分子筛的耐用性，冷却水喷淋单元11和空气进口管8之间的内壳4的内腔上设置有填料层25，填料层25可以加强冷却水与空气之间的换热效率，由于填料层25的材料是本领域的公知技术，因此不再做过多的赘述。
所述的冷却水供应管路2和第二冷却水供应支管14之间的连接处位于第一冷却水供应支管12和冷却水供应管路2之间的连接处与水冷塔1的冷却水出口之间，冷却水供应管路2和第二冷却水供应支管14之间的连接处与水冷塔1的冷却水出口之间的冷却水供应管路2上沿供水方向上依次设置有第一流量计26、第四增压泵27和冷水机组28。
所述的冷却水回水支管17和冷却水回水管路7之间的连接处与水冷塔1的冷却入口之间的冷却水回水管路7上沿回水方向依次设置有第二流量计33和补水管路29，补水管路29和冷却水回水管路7相连通，补水管路29上设置有截止阀30和第三流量计34。通过观测第一流量计26和第二流量计33之间的差值，所述的差值可以反应冷却水的损失情况，从而判断是否需要打开截止阀30通过补水管路29进行补水，并且根据第三流量计34显示的数值以及补水时间计算补水的量。
实施例：如图1、2、3、4所示，过滤和压缩后的空气通过空气输入管道19进入翅片管式换热器20，以循环水作为冷源进行第一次间接降温，完成第一次降温后，所述的空气通过空气进口管8进入内壳4的内腔中。
冷却水通过冷却水供应管路2依次经过第一流量计26、第四增压泵27以及冷水机组28；一部分冷却水通过依次通过第一冷却水供应支管12、第一增压泵13和冷却水喷淋单元11进入内壳4的内腔中，所述的一部分水依次通过填料层25和冷却水出水管10进入冷却水回水管路7进入水冷塔1再次冷却后再次进入冷却水供应管路2进行循环，期间填料层25会吸附一些冷却水，所述的空气依次经过填料层25和冷却水喷淋单元11进行直接降温，期间还会有一些水变成水雾或者水蒸气随所述的空气继续流动，当所述的空气经过气液分离隔板23和升气帽24完成第一次气液分离，液体从内壳4的内壁向下流动进入冷却水出水管10。与此同时，另一部分冷却水依次通过第二冷却水供应支管14、第二增压泵15和壳间腔给水管6进入所述的壳间腔，然后再通过壳间腔出水管5和冷却水回水支管17进入冷却水回水管路7后进入水冷塔1再次冷却后再次进入冷却水供应管路2进行循环；期间所述的空气接触到内壳4的内壁完成第二次间接降温。
所述的空气完成直接降温、第二次间接降温和第一次气液分离后通过空气出口管9进入空气输出管道31，在经过空气输出管道31上设置的分子筛干燥器32后完成第二次气液分离，后进入下道工序。
通过本实施例，本产品通过第一次间接降温、第二次间接降温以及直接降温相结合的方式进一步提高了对空气降温的效率，避免了循环水污染空气以及循环水污染冷却水的技术问题，同时避免了因保温层破损而导致的热交换效率降低的技术问题。在气液分离阶段通过设置斗状结构的气液分离隔板23以及在气液分离隔板23设置有若干个升气帽24相结合的方式进一步提高了第一次气液分离的效率，然后经过在空气输出管道31上设置的分子筛干燥器32，完成第二次气液分离，分子筛干燥器32改变了常规的设置在空冷塔内部更换或者老化均不容易，通常需要停车进行老化，在空气输出管道31上设置分子筛干燥器32更容易保证整个生产系统的稳定运行，不至于全部系统都需要停车，更进一步的如图5所示，优选的在空气输出管道31设置有多个相互并联的分子筛干燥器32，并且多个分子筛干燥器32均与空气输出管道31相连通，每个分子筛干燥器32均可以单独对空气出口管9进行单独的干燥对于设备长期稳定运行采用此方案更具有技术优势。
本实用新型是满足于制氧技术领域工作者需要的一种用于空分制氧站的预冷系统，使得本实用新型具有广泛的市场前景。

Claims (7)

1.一种用于空分制氧站的预冷系统，包括空冷塔和水冷塔(1)，所述的空冷塔的冷却水入口和水冷塔(1)的冷却水出口通过冷却水供应管路(2)相连通，其特征在于：所述的空冷塔的壳状塔体采用由外壳(3)和内壳(4)所组成的双层结构，外壳(3)和内壳(4)之间设有壳间腔，外壳(3)的顶部设有壳间腔出水管(5)，外壳(3)的底部设有壳间腔给水管(6)，所述的壳间腔通过壳间腔给水管(6)和冷却水供应管路(2)相连通，外壳(3)和内壳(4)上从上至下依次设有空气出口管(9)、空气进口管(8)和冷却水出水管(10)，冷却水出水管(10)和水冷塔(1)的冷却入口通过冷却水回水管路(7)相连通，冷却水回水管路(7)通过壳间腔出水管(5)和所述的壳间腔相连通。
2.根据权利要求1所述的预冷系统，其特征在于：所述的内壳(4)的内腔内设置有冷却水喷淋单元(11)，冷却水喷淋单元(11)通过第一冷却水供应支管(12)和冷却水供应管路(2)相连通，第一冷却水供应支管(12)上设置有第一增压泵(13)，壳间腔给水管(6)通过第二冷却水供应支管(14)和冷却水供应管路(2)相连通，第二冷却水供应支管(14)上设置有第二增压泵(15)。
3.根据权利要求1所述的预冷系统，其特征在于：所述的冷却水出水管(10)内设置有单向阀(16)，壳间腔出水管(5)通过冷却水回水支管(17)和冷却水回水管路(7)相连通，冷却水回水支管(17)和冷却水回水管路(7)之间的连接处与冷却水出水管(10)之间的冷却水回水管路(7)上设置有第三增压泵(18)。
4.根据权利要求1所述的预冷系统，其特征在于：所述的内壳(4)的内腔通过空气进口管(8)和空气输入管道(19)相连通，空气输入管道(19)上设有翅片管式换热器(20)，翅片管式换热器(20)的液体介质入口和循环水给水管(21)相连通，翅片管式换热器(20)的液体介质出口和循环水回水管(22)相连通，所述的内壳(4)的内腔通过空气出口管(9)和空气输出管道(31)相连通，空气输出管道(31)上设置有分子筛干燥器(32)。
5.根据权利要求2所述的预冷系统，其特征在于：所述的冷却水喷淋单元(11)上方设置有气液分离隔板(23)，气液分离隔板(23)采用斗状结构，气液分离隔板(23)设置有若干个升气帽(24)，若干个升气帽(24)均匀安装在气液分离隔板(23)上，冷却水喷淋单元(11)和空气进口管(8)之间的内壳(4)的内腔上设置有填料层(25)。
6.根据权利要求2所述的预冷系统，其特征在于：所述的冷却水供应管路(2)和第二冷却水供应支管(14)之间的连接处位于第一冷却水供应支管(12)和冷却水供应管路(2)之间的连接处与水冷塔(1)的冷却水出口之间，冷却水供应管路(2)和第二冷却水供应支管(14)之间的连接处与水冷塔(1)的冷却水出口之间的冷却水供应管路(2)上沿供水方向上依次设置有第一流量计(26)、第四增压泵(27)和冷水机组(28)。
7.根据权利要求3所述的预冷系统，其特征在于：所述的冷却水回水支管(17)和冷却水回水管路(7)之间的连接处与水冷塔(1)的冷却入口之间的冷却水回水管路(7)上沿回水方向依次设置有第二流量计(33)和补水管路(29)，补水管路(29)和冷却水回水管路(7)相连通，补水管路(29)上设置有截止阀(30)和第三流量计(34)。
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