CN218155070U - 一种空分装置的空气预冷机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于空分装置技术领域，提供了一种空分装置的空气预冷机构，包括：空气预冷箱、空分精馏塔、空气压缩冷却管、上塔、下塔；空气预冷箱另一端连通有连通管,连通管端部连通有竖直空气压缩冷却管，空气压缩冷却管底端连通有横向的恒温管，恒温管端部连通至空分精馏塔侧壁上部，通过将空气与冷凝管、冷却剂旋转充分接触，对其进行一次快速预冷处理，然后再将其转移到空气压缩冷却管内部，通过循环升降的压力板对其进行压缩冷却进行二次预冷处理，保持对空气进行高强度降温冷却，然后经过恒温管传输到空分精馏塔内部进行后续的空分处理，确保能够空气在进行后续分离时，具有高效快速的能力。

Description

一种空分装置的空气预冷机构

技术领域

本实用新型属于空分装置技术领域，尤其涉及一种空分装置的空气预冷机构。

背景技术

空分装置就是用来把空气中的各组份气体分离，分别生产空气组分的氧气、氮气，氩气等等气体的一套工业设备装置。最常用的空气分离方法是低温精馏法分离。低温分离方法通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，经过低温精馏根据不同沸点而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备，广泛应用于传统的冶金、新型煤化工、大型氮肥、专业气体供应等领域。

其中，低温精馏法是主要的空分方式，其在对空气中的成分进行分离时，主要经过将空气进行降温，然后进行分离的过程，因此在对空气进行降温处理时，需要保持空气的清洁，而且一般需要对空气进行预先的预冷处理，现有专利申请号为：2020201676879，公开了一种空分装置的空气预冷系统，包括冷却釜和冷却装置，冷却装置由风仓、冷却室、机箱、风道和冷凝管构成，冷却室包裹设置于风仓的表面，冷却室的侧面设有机箱，且机箱与冷却室连通，机箱内安装有鼓风机，冷凝管呈环状包裹设置于风仓侧面，风道呈对称开设于风仓侧壁，风仓内安装有传动组件，冷却装置的底部安装有压缩机；与现有空分装置的空气预冷系统相比，能够进行初次和二次冷却，该预冷系统通过对空气进行二次预冷，实现对空气的充分预冷，对该预冷系统进行分析可知，空气在流动的过程中，且采用阻隔锤、斜坡等方式，将气流进行压缩，虽然可以将空气进行压缩，但是压缩的力度不足，也就使得利用空气压缩冷却的程度不够，而且对刚输入的空气预冷无法保证与冷却管、冷却剂进行充分的接触，致使预冷的速度较慢，需要增加预冷时间来弥补，因此鉴于上述存在的一些问题，需要设计一种可解决的技术方案。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种空分装置的空气预冷机构，旨在解决上述问题。

本实用新型是这样实现的，一种空分装置的空气预冷机构的结构图，包括：空气预冷箱、空分精馏塔、空气压缩冷却管、上塔、下塔；空气预冷箱横向安装在空分精馏塔顶部，空气预冷箱的一端开设有多组进气通道，用于空气的进入，空气预冷箱另一端连通有连通管,连通管端部连通有竖直空气压缩冷却管，空气压缩冷却管底端连通有横向的恒温管，恒温管端部连通至空分精馏塔侧壁上部，所述空分精馏塔内部上侧设置有上塔，下侧设置有下塔，空气经过空气预冷箱内部进行一次预冷之后，分子筛除去水份、二氧化碳、碳氢化合物等杂质后传输到空气压缩冷却管中，利用压缩冷却的方式，对空气进行二次降温，而后经过恒温管内部的传送，转移至空分精馏塔内部的空分精馏塔中，一部分空气被直接送往上塔中，另一部分则进入设置在空分精馏塔内部的膨胀机经膨胀制冷后，被送往下塔中，在空分精馏塔内部，上升蒸汽和下落液体经热量交换后，在上塔的顶部可得到纯度很高的氮气，在上塔底部可得到纯度很高的氧气，从而实现对空气中成分的分离。

本实用新型提供的一种空分装置的空气预冷机构，本预冷机构在使用时，通过将空气与冷凝管、冷却剂旋转充分接触，对其进行一次快速预冷处理，然后再将其转移到空气压缩冷却管内部，通过循环升降的压力板对其进行压缩冷却进行二次预冷处理，保持对空气进行高强度降温冷却，然后经过恒温管传输到空分精馏塔内部进行后续的空分处理，确保能够空气在进行后续分离时，具有高效快速的能力。

附图说明

图1为一种空分装置的空气预冷机构的主视结构示意图。

图2为一种空分装置的空气预冷机构中空气压缩冷却管的结构示意图。

图3为图1中A1的放大结构示意图。

附图中：空气预冷箱10，空分精馏塔11，空气压缩冷却管12，上塔13，下塔14，进气通道15，旋转冷却剂筒16，混合摆动板17，冷却剂18，冷却水箱19，制冷机20，单向压力阀口21，伺服电机一22，冷凝管23，冷却剂排出收集槽24，连通管25，连通阀26，伺服电机二27，锥形空气管28，恒温管29，压力板30，螺母31，丝杠32。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。

如图1-3所示，为本实用新型实施例提供的一种空分装置的空气预冷机构的结构图，包括：空气预冷箱10、空分精馏塔11、空气压缩冷却管12、上塔13、下塔14；空气预冷箱10横向安装在空分精馏塔11顶部，空气预冷箱10的一端开设有多组进气通道15，用于空气的进入，空气预冷箱10另一端连通有连通管25,连通管25端部连通有竖直空气压缩冷却管12，空气压缩冷却管12底端连通有横向的恒温管29，恒温管29端部连通至空分精馏塔11侧壁上部，所述空分精馏塔11内部上侧设置有上塔13，下侧设置有下塔14，空气经过空气预冷箱10内部进行一次预冷之后，分子筛除去水份、二氧化碳、碳氢化合物等杂质后传输到空气压缩冷却管12中，利用压缩冷却的方式，对空气进行二次降温，而后经过恒温管29内部的传送，转移至空分精馏塔11内部的空分精馏塔11中，一部分空气被直接送往上塔13中，另一部分则进入设置在空分精馏塔11内部的膨胀机经膨胀制冷后，被送往下塔14中，在空分精馏塔11内部，上升蒸汽和下落液体经热量交换后，在上塔的顶部可得到纯度很高的氮气，在上塔底部可得到纯度很高的氧气，从而实现对空气中成分的分离。

在本实用新型实施例中，所述进气通道15的端部设置有净化过滤层，用于净化过滤掉空气中的杂质，同时在进气通道15内端设置有泵体，用于加快空气的进入，所述连通管25上以及恒温管29与空分精馏塔11的连通处均设置有电动控制阀，便于操作人员能够准确快速的控制空气在各箱体之间的流动。

在本实用新型的一个实例中，所述空气预冷箱10内中部转动设置有一组横向的旋转冷却剂筒16,旋转冷却剂筒16内部填充有冷却剂18，冷却剂18远离进气通道15的一端通过轴承转动连接在空气预冷箱10内壁上，另一端连接有固定在空气预冷箱10外侧壁上的伺服电机一22，即启动伺服电机一22驱动旋转冷却剂筒16在空气预冷箱10内部旋转，同时在冷却剂18的周向侧壁上均匀安装有多个混合摆动板17，且在空气预冷箱10周向内壁上均匀安装有多个冷凝管23,冷凝管23远离空气预冷箱10中心的端部连通有设置在空气预冷箱10外侧壁上的冷却水箱19，冷却水箱19内部设置有用于将冷却水箱19内部水进行降温的制冷机20，即通过保持冷凝管23的低温状态，然后与旋转下的混合摆动板17配合，使得进入到空气预冷箱10内部的空气充分与冷凝管23接触，进而对其进行快速的降温；

所述旋转冷却剂筒16的周向侧壁上均匀开设有多个单向压力阀口21，单向压力阀口21设置为锥形结构，单向压力阀口21的运行原理与现有的心脏瓣膜的原理一致，其在受到压力时，与外部连通，未受到压力时，处于闭合状态，同时旋转冷却剂筒16内部的冷却剂18设置为液体状态，而且旋转冷却剂筒16内部的冷却剂18处于半饱和状态，使得冷却剂18在跟随旋转冷却剂筒16旋转时，产生径向的离心力，从而对单向压力阀口21内部产生向外的压力，此时单向压力阀口21开启，然后沿着单向压力阀口21，使得旋转冷却剂筒16内部的冷却剂18向外甩出，而后与空气预冷箱10内部的空气进行接触降温进行一次预冷，此处单向压力阀口21内部受到多大的压力才可开启，可根据旋转冷却剂筒16内部冷却剂18旋转时对其释放的离心力而设定；

所述旋转冷却剂筒16内侧壁沿其朝向进气通道15一侧的轴向方向设置为直径逐渐减小的结构，即从单向压力阀口21中输出的冷却剂18在与空气接触之后，在停止使用后，在重力的作用下会落在空气预冷箱10内底部，通过将空气预冷箱10内壁竖直为上述所指的结构，便于将冷却剂18朝向空气预冷箱10内部一端集中，同时在空气预冷箱10远离进气通道15内端部位置连通有一圈冷却剂排出收集槽24，冷却剂排出收集槽24用于收集使用后的冷却剂18。

作为本实用新型的一种优选实施例，所述空气压缩冷却管12内部滑动连接有一个圆形结构的压力板30，压力板30周向侧壁上包裹有一层密封圈，压力板30中心安装有螺母31,螺母31中心处螺纹连接有转动设置在空气压缩冷却管12中心处的丝杠32,丝杠32顶端连接有设置在空气压缩冷却管12外顶部的伺服电机二27，螺母31上设置有用于限制其自转的导向装置，螺母31底端通过轴承转动连接在空气压缩冷却管12内底部，即启动伺服电机二27驱动丝杠32限制，然后带动螺母31置于空气压缩冷却管12内部循环升降，然后在螺母31与压力板30的固连下，带动压力板30沿着空气压缩冷却管12内壁升降，实现对输入到空气压缩冷却管12内部的空气进行压缩冷却，所述空气压缩冷却管12外侧壁上部连通有连通阀26,连通阀26与连通管25拆卸连通，连通阀26距离空气压缩冷却管12顶部的位置大于压力板30厚度，便于压力板30在移动至空气压缩冷却管12内顶部时，能够将通过连通阀26进入的空气完全置于其下侧，然后在压力板30下降时，对空气进行二次压缩预冷，所述空气压缩冷却管12底端两侧连通有锥形结构的锥形空气管28，锥形空气管28底端连通到恒温管29上，且锥形空气管28底端与恒温管29的连通处设置有单向压力阀口21，通过压力板30对空气压缩冷却管12内部的空气进行挤压压缩冷却后转移至恒温管29中，然后通过恒温管29传输到空分精馏塔11内部进行后续的分离操作。

本实用新型上述实施例中提供了一种空分装置的空气预冷机构，使用时启动泵体，通过进气通道15将外部的空气输入到空气预冷箱10内部，同时启动伺服电机一22、以及制冷机20运行，输入到空气预冷箱10内部的空气，经过旋转冷却剂筒16的旋转，控制混合摆动板17加快与冷凝管23的接触，以及通过旋转冷却剂筒16的旋转将其内部的冷却剂18沿着单向压力阀口21向外输出，与空气接触，进一步降温，而后经过连通管25传输到空气压缩冷却管12内部，此时启动伺服电机二27驱动压力板30下降，对空气进行压缩冷却，而后通过锥形空气管28转移到恒温管29中，最终将预冷清洁处理后的空气转移至空分精馏塔11内部，经过上塔13以及下塔14内部进行空分处理。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种空分装置的空气预冷机构，其特征在于，所述一种空分装置的空气预冷机构包括：空气预冷箱(10)、空分精馏塔(11)、空气压缩冷却管(12)、上塔(13)、下塔(14)；空气预冷箱(10)横向安装在空分精馏塔(11)顶部，空气预冷箱(10)的一端开设有多组进气通道(15)，所述空气预冷箱(10)另一端连通有连通管(25),连通管(25)端部连通有竖直空气压缩冷却管(12)，空气压缩冷却管(12)底端连通有横向的恒温管(29)，恒温管(29)端部连通至空分精馏塔(11)侧壁上部，所述空分精馏塔(11)内部上侧设置有上塔(13)，下侧设置有下塔(14)。

2.根据权利要求1所述的一种空分装置的空气预冷机构，其特征在于，所述进气通道(15)的端部设置有净化过滤层，所述进气通道(15)内端设置有泵体。

3.根据权利要求2所述的一种空分装置的空气预冷机构，其特征在于，所述连通管(25)上以及恒温管(29)与空分精馏塔(11)的连通处均设置有电动控制阀。

4.根据权利要求3所述的一种空分装置的空气预冷机构，其特征在于，所述空气预冷箱(10)内中部转动设置有一组横向的旋转冷却剂筒(16),旋转冷却剂筒(16)内部填充有冷却剂(18)，冷却剂(18)远离进气通道(15)的一端通过轴承转动连接在空气预冷箱(10)内壁上，另一端连接有固定在空气预冷箱(10)外侧壁上的伺服电机一(22)，所述冷却剂(18)的周向侧壁上均匀安装有多个混合摆动板(17)，所述空气预冷箱(10)周向内壁上均匀安装有多个冷凝管(23),冷凝管(23)远离空气预冷箱(10)中心的端部连通有设置在空气预冷箱(10)外侧壁上的冷却水箱(19)，冷却水箱(19)内部设置有用于将冷却水箱(19)内部水进行降温的制冷机(20)。

5.根据权利要求4所述的一种空分装置的空气预冷机构，其特征在于，所述旋转冷却剂筒(16)的周向侧壁上均匀开设有多个单向压力阀口(21)，单向压力阀口(21)设置为锥形结构，所述旋转冷却剂筒(16)内部的冷却剂(18)设置为液体状态，旋转冷却剂筒(16)内部的冷却剂(18)处于半饱和状态。

6.根据权利要求5所述的一种空分装置的空气预冷机构，其特征在于，所述旋转冷却剂筒(16)内侧壁沿其朝向进气通道(15)一侧的轴向方向设置为直径逐渐减小的结构，所述空气预冷箱(10)远离进气通道(15)内端部位置连通有一圈冷却剂排出收集槽(24)。

7.根据权利要求6所述的一种空分装置的空气预冷机构，其特征在于，所述空气压缩冷却管(12)内部滑动连接有一个圆形结构的压力板(30)，压力板(30)周向侧壁上包裹有一层密封圈，压力板(30)中心安装有螺母(31),螺母(31)中心处螺纹连接有转动设置在空气压缩冷却管(12)中心处的丝杠(32),丝杠(32)顶端连接有设置在空气压缩冷却管(12)外顶部的伺服电机二(27)，螺母(31)上设置有用于限制其自转的导向装置，螺母(31)底端通过轴承转动连接在空气压缩冷却管(12)内底部，所述空气压缩冷却管(12)外侧壁上部连通有连通阀(26),连通阀(26)与连通管(25)拆卸连通，连通阀(26)距离空气压缩冷却管(12)顶部的位置大于压力板(30)厚度。

8.根据权利要求7所述的一种空分装置的空气预冷机构，其特征在于，所述空气压缩冷却管(12)底端两侧连通有锥形结构的锥形空气管(28)，锥形空气管(28)底端连通到恒温管(29)上，且锥形空气管(28)底端与恒温管(29)的连通处设置有单向压力阀口(21)。

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