CN213147123U - 一种空气压缩预冷系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种空气压缩预冷系统，包括空压机组、空气冷却塔、水冷塔和循环水塔，空气冷却塔设置有塔底入口、塔腰入口及塔顶入口，空压机组连通至塔底入口，水冷塔连通至塔顶入口，循环水塔连通至塔腰入口；空气冷却塔还设置有塔底出口及塔顶出口，塔底出口连通至循环水塔，塔顶出口用以流出所述预冷气。本申请的压缩空气经由空气冷却塔下部的塔底入口进入，经两次能量交换作用，即来自循环水塔的循环水及来自水冷塔的冷水的两次冷却作用，使得经由塔顶出口流出的预冷气进一步降低，节约了后续工序的能量，提高了整个空分系统的经济性能。

Description

一种空气压缩预冷系统

技术领域

本申请涉及制氧技术领域，尤其涉及一种空气压缩预冷系统。

背景技术

空气分离简称空分，是利用空气中各组分物理性质不同，采用深度冷冻、吸附、膜分离等方法从空气中分离出氧气、氮气，或同时提取氦气、氩气等稀有气体的过程，其广泛用于冶金、化工、石油、机械、采矿、食品、军事等工业部门。

空气分离一般先将空气压缩预冷，并采用冷却或膨胀方法使空气液化，再在精馏塔中进行分离。 作为空气分离的第一个环节，压缩预冷过程同样是很重要的，该过程中能量的利用影响着整个空分系统的经济性能，如何提高空气压缩预冷过程中的能量利用率，成为一个需要解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种空气压缩预冷系统，能够有效的提高空气压缩预冷过程中能量的利用问题，操作简单方便，从而提高了整个空分系统的经济性能。

本申请所采用的技术方案为：

一种空气压缩预冷系统，包括空压机组、空气冷却塔、水冷塔和循环水塔，所述空气冷却塔设置有塔底入口、塔腰入口及塔顶入口，所述空压机组连通至所述塔底入口，所述水冷塔连通至所述塔顶入口，所述循环水塔连通至所述塔腰入口；所述空气冷却塔还设置有塔底出口及塔顶出口，所述塔底出口连通至所述循环水塔，所述塔顶出口用以流出所述预冷气。

优选地，所述水冷塔包括水冷塔入口和水冷塔出口，所述水冷塔入口设置于所述水冷塔的顶部，所述水冷塔出口设置于所述水冷塔的底部，所述水冷塔出口连通至所述塔顶入口，所述水冷塔入口与所述循环水塔相连通。

优选地，所述空气压缩预冷系统还包括冷水机组，所述冷水机组位于所述水冷塔出口与所述塔顶入口的管路中，并与所述循环水塔相导通。

优选地，所述空气压缩预冷系统还包括吸入过滤器，所述吸入过滤器设置于所述空压机组的前端。

优选地，所述空压机组还设置有压力调节管路，所述压力调节管路设置有压力调节控制阀及放空消音装置，所述压力调节管路位于所述空压机组的后端。

优选地，所述空气压缩预冷系统还包括用以为所述循环水塔提供冷量的冷凝器。

优选地，所述循环塔还设置有冷却所述空压机组的冷水管路。

优选地，所述空气压缩预冷系统还设置有第一冷却水泵，所述第一冷却水泵位于所述循环水塔与所述塔腰入口之间。

优选地，所述空气压缩预冷系统还设置有第二冷却水泵，所述第二冷却水泵位于所述水冷塔与所述塔顶入口之间。

由于采用了上述技术方案，本申请所取得的有益效果为：压缩空气经由空气冷却塔下部的塔底入口进入，经两次能量交换作用，即来自循环水塔的循环水及来自水冷塔的冷水的两次冷却作用，使得经由塔顶出口流出的预冷气进一步降低，节约了后续工序的能量，提高了整个空分系统的经济性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请提供的一种空气压缩预冷系统的示意图。

其中，1空压机组，2空气冷却塔，3水冷塔，4 循环水塔，21塔底入口，22塔腰入口，23塔顶入口，24塔底出口，25塔顶出口，31水冷塔入口，32水冷塔出口，5冷水机组，6吸入过滤器，7压力调节管路，71压力调节控制阀，72放空消音装置，8冷凝器，9冷水管路，10第一冷却水泵，11第二冷却水泵。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语 “顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1所示，一种空气压缩预冷系统，包括空压机组1、空气冷却塔2、水冷塔3和循环水塔4，所述空气冷却塔2设置有塔底入口21、塔腰入口22及塔顶入口23，所述空压机组1连通至所述塔底入口21，所述水冷塔3连通至所述塔顶入口23，所述循环水塔4连通至所述塔腰入口22；所述空气冷却塔2还设置有塔底出口24及塔顶出口25，所述塔底出口24连通至所述循环水塔4，所述塔顶出口25用以流出所述预冷气。

压缩空气经由空气冷却塔2下部的塔底入口21进入，经两次能量交换作用，即来自循环水塔4的循环水及来自水冷塔3的冷水的两次冷却作用，使得经由塔顶出口25流出的预冷气进一步降低，节约了后续工序的能量，提高了整个空分系统的经济性能。

空气首先经由空压机组1压缩，然后由塔底入口21进入空气冷却塔2，循环水塔4的循环水经由塔腰入口22进入空气冷却塔2，水冷塔3的冷水经由塔顶入口23进入空气冷却塔2，压缩空气在空气冷却塔2中首先与循环水进行能量交换，压缩空气的温度降低，随后再与塔上部的冷水进行热量交换，压缩空气的温度进一步降低，最后经过换热的水经塔底出口24流入至循环水塔4，冷却的压缩空气经由塔顶出口25流出，

在此过程中，由于循环水塔4的循环水的温度相对较高，水冷塔3的冷水的温度相对较高，因此，循环水由塔腰入口22进入空气冷却塔2，冷水由塔顶入口23进入冷却塔，冷水不仅能够降低压缩空气的温度，同时还能够降低循环水的温度，提高了能量的利用率，经过换热的水经由塔底出口24流入至循环水塔4，节约了循环水的使用，提高了物料的利用效率。

优选地，所述水冷塔3包括水冷塔入口31和水冷塔出口32，所述水冷塔入口31设置于所述水冷塔3的顶部，所述水冷塔出口32设置于所述水冷塔3的底部，所述水冷塔出口32连通至所述塔顶入口23，所述水冷塔入口31与所述循环水塔4相连通。冷水经由上部的水冷塔入口31进入水冷塔3，经由下部的水冷塔出口32流出水冷塔3，使得水冷塔3冷水的温度充分有效的降低，提供更低温度的冷水至空气冷却塔2，进一步降低压缩空气的温度。

优选地，所述空气压缩预冷系统还包括冷水机组5，所述冷水机组5位于所述水冷塔3出口与所述塔顶入口23的管路中，并与所述循环水塔4相导通。设置的冷水机组5能够使得循环水塔4的循环水与水冷塔3的冷水进行能量交换，一方面降低了循环水塔4的温度，另一方面提高了水冷塔3能量的利用效率，进而提高空气冷却塔2的使用性能。

优选地，所述空气压缩预冷系统还包括吸入过滤器6，所述吸入过滤器6设置于所述空压机组1的前端。空压机组1的前端的吸入过滤器6一方面能够提高进入系统的空气的洁净度，另一方面避免对空压机组1造成干扰，提高空压机组1的使用寿命。

优选地，所述空压机组1还设置有压力调节管路，所述压力调节管路设置有压力调节控制阀71及放空消音装置72，所述压力调节管路位于所述空压机组1的后端。压力调节控制阀71能够对进入空压机组1的空气的流量进行调节，提高系统运行的稳定性。放空消音装置72可选用消音器，能够避免压力调节控制阀71调节空气流量时的噪音污染，提高整个装置的使用性能。

优选地，所述空气压缩预冷系统还包括用以为所述循环水塔4提供冷量的冷凝器8。冷暖器能够进一步降低循环水的温度，从而提高空气冷却塔2的冷却效率。另外，冷凝器8可应用蒸汽带动汽轮机运转的方式进行工作，更节能环保。

优选地，所述循环塔还设置有冷却所述空压机组1的冷水管路9。空压机组1运行升温，循环塔的循环水能够对空压机组1进行冷却，保证空压机组1的稳定运行。

优选地，所述空气压缩预冷系统还设置有第一冷却水泵10，所述第一冷却水泵10位于所述循环水塔4与所述塔腰入口22之间。第一冷却水泵10能够提高进入空气冷却塔2的循环水量，并能够对水量进行调节控制，提高系统的使用性。

优选地，所述空气压缩预冷系统还设置有第二冷却水泵11，所述第二冷却水泵11位于所述水冷塔3与所述塔顶入口23之间。第二冷却水泵11能够提高进入空气冷却塔2的冷水的水量，并能够对冷水量进行调控，提高系统的使用性能。

本申请中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种空气压缩预冷系统，其特征在于，包括空压机组、空气冷却塔、水冷塔和循环水塔，所述空气冷却塔设置有塔底入口、塔腰入口及塔顶入口，所述空压机组连通至所述塔底入口，所述水冷塔连通至所述塔顶入口，所述循环水塔连通至所述塔腰入口；所述空气冷却塔还设置有塔底出口及塔顶出口，所述塔底出口连通至所述循环水塔，所述塔顶出口用以流出预冷气。

2.根据权利要求1所述的空气压缩预冷系统，其特征在于，所述水冷塔包括水冷塔入口和水冷塔出口，所述水冷塔入口设置于所述水冷塔的顶部，所述水冷塔出口设置于所述水冷塔的底部，所述水冷塔出口连通至所述塔顶入口，所述水冷塔入口与所述循环水塔相连通。

3.根据权利要求2所述的空气压缩预冷系统，其特征在于，所述空气压缩预冷系统还包括冷水机组，所述冷水机组位于所述水冷塔出口与所述塔顶入口的管路中，并与所述循环水塔相导通。

4.根据权利要求1所述的空气压缩预冷系统，其特征在于，所述空气压缩预冷系统还包括吸入过滤器，所述吸入过滤器设置于所述空压机组的前端。

5.根据权利要求4所述的空气压缩预冷系统，其特征在于，所述空压机组还设置有压力调节管路，所述压力调节管路设置有压力调节控制阀及放空消音装置，所述压力调节管路位于所述空压机组的后端。

6.根据权利要求1所述的空气压缩预冷系统，其特征在于，所述空气压缩预冷系统还包括用以为所述循环水塔提供冷量的冷凝器。

7.根据权利要求6所述的空气压缩预冷系统，其特征在于，所述循环水塔还设置有冷却所述空压机组的冷水管路。

8.根据权利要求1所述的空气压缩预冷系统，其特征在于，所述空气压缩预冷系统还设置有第一冷却水泵，所述第一冷却水泵位于所述循环水塔与所述塔腰入口之间。

9.根据权利要求1所述的空气压缩预冷系统，其特征在于，所述空气压缩预冷系统还设置有第二冷却水泵，所述第二冷却水泵位于所述水冷塔与所述塔顶入口之间。

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