一種降低多層主冷凝蒸發(fā)器中碳?xì)浠衔餄舛鹊难b置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種降低空分設(shè)備多層主冷凝蒸發(fā)器中碳?xì)浠衔餄舛鹊难b置，主要適用于空分設(shè)備及其它使用多層冷凝蒸發(fā)器并存在重組分濃縮的設(shè)備，屬于低溫精餾空氣分離技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)為了滿足用戶對(duì)空分設(shè)備節(jié)能降耗的要求，通過(guò)增加主空分設(shè)備主冷凝蒸發(fā)器的換熱面積，從而降低原料空氣壓縮機(jī)排壓的方法是一種行之有效的解決方案。隨著空分設(shè)備的特大型化發(fā)展，單雙層主冷凝蒸發(fā)器無(wú)法滿足生產(chǎn)工藝及運(yùn)輸尺寸的要求，由此多層主冷凝蒸發(fā)器得到了快速發(fā)展。
[0003]多層主冷凝蒸發(fā)器是一種采用將多個(gè)單一腔體按照液體流路形成串聯(lián)的結(jié)構(gòu)型式(通常至少2層以上的腔體串聯(lián))。采用多層主冷凝蒸發(fā)器在滿足運(yùn)輸條件的情況下，同時(shí)可以有效增加換熱面積，從而達(dá)到降低原料空氣壓縮機(jī)排氣壓力實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。
[0004]多層主冷凝蒸發(fā)器，見圖1:該主冷凝蒸發(fā)器中的液氧從上到下依次流入第一主冷凝蒸發(fā)器K1-1、第一主冷凝蒸發(fā)器K1-2、第三主冷凝蒸發(fā)器K1-3和第四主冷凝蒸發(fā)器K1-4 ;各個(gè)冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)底部設(shè)有管道103、104、105可以順利進(jìn)入下一層冷凝蒸發(fā)器。當(dāng)進(jìn)入第一層冷凝蒸發(fā)器K1-1的液體超過(guò)溢流口 103時(shí)，其向下溢流進(jìn)入第二層冷凝蒸發(fā)器K1-2 ;當(dāng)進(jìn)入第二層主冷凝蒸發(fā)器K1-2的液體超過(guò)溢流口 104時(shí)，其向下溢流到第三層主冷凝蒸發(fā)器K1-3 ;當(dāng)進(jìn)入第三層主冷凝蒸發(fā)器K1-3超過(guò)溢流口 105時(shí)，其向下溢流到第四層主冷凝蒸發(fā)器K1-4。第四層主冷凝蒸發(fā)器K1-4底部連接有流量閥V100，用于控制第四層主冷凝蒸發(fā)器K1-4的底部液體流量。
[0005]在中國(guó)專利CN202547277 U提及的主冷凝蒸發(fā)器，見圖2:由上至下至少包括第一腔體、第二腔體和至少一組腔體對(duì)，每組腔體對(duì)由一個(gè)上腔體和一個(gè)下腔體構(gòu)成，其中所述第一腔體包括設(shè)置在所述第一腔體側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的第一溢流口，以及至少一個(gè)流出口 ；所述第二腔體通過(guò)所述第一溢流口與所述第一腔體連通，并且包括設(shè)置在所述第二腔體側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的第二溢流口 ；所述至少一組腔體對(duì)中的上腔體通過(guò)所述至少一個(gè)流出口與所述第一腔體連通，并且包括設(shè)置在所述上腔體側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的上腔溢流口 ；所述至少一組腔體對(duì)中的下腔體通過(guò)所述上腔溢流口與所述至少一組腔體對(duì)中的上腔體連通，并且包括設(shè)置在所述至少一組腔體對(duì)中的下腔體側(cè)壁上離底部預(yù)定高度處的下腔溢流口。較佳地，所述第二溢流口和所述下腔溢流口分別連接有流量閥。所述流出口位于所述第一腔體的底部或者位于靠近底部的側(cè)壁上。
[0006]上述多層主冷凝蒸發(fā)器仍然存在如下問(wèn)題:首先，空分設(shè)備開車過(guò)程中，存在某層主冷凝蒸發(fā)器積液困難，可能發(fā)生蒸干，發(fā)生碳?xì)浠衔餄舛冗^(guò)高而爆炸危險(xiǎn)；其次，當(dāng)空分設(shè)備處于低負(fù)荷的狀態(tài)時(shí)，由于工況偏離設(shè)備液體分配不均的現(xiàn)象嚴(yán)重，其中某層主冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)液氧中的碳?xì)浠衔餄舛容^高；最后，上述多層主冷凝蒸發(fā)器無(wú)法對(duì)各層冷凝蒸發(fā)器中碳?xì)浠衔餄舛冗M(jìn)行合理調(diào)節(jié)，嚴(yán)重影響空分設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性及安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種主要依據(jù)工程流體力學(xué)原理及氣液相平衡原理，具備大幅度降低多層主冷凝蒸發(fā)器中碳?xì)浠衔餄舛?，同時(shí)解決開車、低負(fù)荷工況下碳?xì)浠衔餄饪s及液體分配不均勻?qū)е麻_車及運(yùn)行困難的降低多層主冷凝蒸發(fā)器中碳?xì)浠衔餄舛鹊姆椒ǎ摲椒ㄌ貏e適用于液氧產(chǎn)品少或帶稀有氣體提取等碳?xì)浠衔餄饪s較為嚴(yán)重且采用多層主冷凝蒸發(fā)器的空分設(shè)備中。
[0008]本實(shí)用新型的目的通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成，一種降低多層主冷凝蒸發(fā)器中碳?xì)浠衔餄舛鹊姆椒?，該方法?先使用公知技術(shù)制取含有碳?xì)浠衔铩⒌獨(dú)宥栊詺怏w及氪氙等稀有氣體的液氧；然后將液氧引入一個(gè)積液槽，在積液槽中液氧分為二股，一股引入主冷凝蒸發(fā)器的第一層，在第一層中部分蒸發(fā)后剩余液體順流引入第二層；在第二層中部分液體蒸發(fā)后剩余液體引至下一層，依次類推直至流至最后一層；另一股液氧通過(guò)閥門直接引入最末層，部分液體在最末層蒸發(fā)后剩余液體從底部抽出作為產(chǎn)品送出。多層主冷凝蒸發(fā)器各層液體的分配比例主要通過(guò)引入最末層的閥門進(jìn)行控制，過(guò)程中控制上一層冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)底部引出液體流量多于下一層冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)底部引出的液體量，有效降低多層冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)液體中碳?xì)浠衔餄舛取?br>[0009]本實(shí)用新型優(yōu)選的方法中:主要根據(jù)主冷凝蒸發(fā)器的最末二層蒸發(fā)器側(cè)液體中碳?xì)浠衔餄舛仁欠窠咏鼇?lái)判斷引入最末一層主冷凝蒸發(fā)器的閥門開度是否合理。當(dāng)最末一層冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)液體中碳?xì)浠衔餄舛冗h(yuǎn)高于倒數(shù)第二層冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)液體中碳?xì)浠衔餄舛?，說(shuō)明閥門開度過(guò)小，操作人員應(yīng)適當(dāng)開大該閥門，直至兩者濃度接近；當(dāng)最末一層冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)液體中碳?xì)浠衔餄舛鹊陀诘箶?shù)第二層冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)液體，說(shuō)明閥門開度過(guò)大，操作人員應(yīng)適當(dāng)關(guān)小該閥門，直至兩個(gè)濃度接近；當(dāng)最末兩層冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)液體中碳?xì)浠衔餄舛冉咏?，說(shuō)明主冷凝蒸發(fā)器中各層的碳?xì)浠衔餄舛纫呀?jīng)降到最低。
[0010]本實(shí)用新型進(jìn)一步優(yōu)選的方法中:當(dāng)空分處于低負(fù)荷工況時(shí)，需將引流液體進(jìn)入最末層主冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)的閥門開度變小，使得進(jìn)入第一層冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)液體中的碳?xì)浠衔餄舛扰c進(jìn)入最末層冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)液體中碳?xì)浠衔餄舛认喈?dāng)，可以有效降低主冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)液體中碳?xì)浠衔餄舛龋?br>[0011]當(dāng)空分處于開車工況時(shí)，需將引流液體進(jìn)入最末層主冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)的閥門開到最大，使液體全部流入最末層主冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)，僅使最末層主冷工作，可有效避免開車過(guò)程中蒸干以致碳?xì)浠衔餄饪s產(chǎn)生危險(xiǎn)。
[0012]一種用于如上所述降低多層主冷凝蒸發(fā)器中碳?xì)浠衔餄舛鹊姆椒ǖ难b置，它包括空分設(shè)備的多層主冷凝蒸發(fā)器，且所述多層主冷凝蒸發(fā)器由多個(gè)(多2個(gè))單層冷凝蒸發(fā)器組成，在該多層主冷凝蒸發(fā)器中增加液體積液槽進(jìn)行液體積液及分配；
[0013]所述的多層主冷凝蒸發(fā)器中，從液體積液槽增加了一股帶有閥門控制的并聯(lián)流路，該流股直接進(jìn)入多層主冷凝蒸發(fā)器的最末層蒸發(fā)側(cè)中，可以有效降低多層主冷凝蒸發(fā)器中的碳?xì)浠衔餄舛取?br>[0014]本實(shí)用新型從液體積液槽中引出帶有閥門并進(jìn)入最末層主冷凝蒸發(fā)器的流路，可以進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，其流量調(diào)節(jié)幅度占進(jìn)入多層主冷凝蒸發(fā)器的總液氧量的為0.5-100%，較佳值為15-25%。
[0015]本實(shí)用新型所述的多層主冷凝蒸發(fā)器中增加的液體積液槽優(yōu)先滿足進(jìn)入最末層流股對(duì)流量大小的需求；
[0016]所述的多層主冷凝蒸發(fā)器中多層指數(shù)量彡2層，即層數(shù)可以為5層同樣適用，流股分配始終從多層主冷凝蒸發(fā)器的積液槽中引出二股，一股去第一層，一股去最末層。
[0017]本實(shí)用新型主要依據(jù)工程流體力學(xué)原理及氣液相平衡原理，具備大幅度降低多層主冷凝蒸發(fā)器中碳?xì)浠衔餄舛龋瑫r(shí)解決開車、低負(fù)荷工況下碳?xì)浠衔餄饪s及液體分配不均勻?qū)е麻_車及運(yùn)行困難的問(wèn)題；它特別適用于液氧產(chǎn)品少或帶稀有氣體提取等碳?xì)浠衔餄饪s較為嚴(yán)重且采用多層主冷凝蒸發(fā)器的空分設(shè)備中。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是現(xiàn)有的空分設(shè)備的多層主冷凝蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是專利CN202547277 U的空分設(shè)備的主冷凝蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本實(shí)用新型所述降低多層主冷凝蒸發(fā)器中碳?xì)浠衔餄舛鹊难b置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是本實(shí)用新型所述另一降低多層主冷凝蒸發(fā)器中碳?xì)浠衔餄舛鹊难b置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明:圖3、4所示，本實(shí)用新型所述的一種降低多層主冷凝蒸發(fā)器中碳?xì)浠衔餄舛鹊姆椒ǎ摲椒ㄊ?先使用公知技術(shù)制取含有碳?xì)浠衔?、氮?dú)宥栊詺怏w及氪氙等稀有氣體的液氧；然后將液氧引入一個(gè)積液槽，在積液槽中液氧分為二股，一股引入主冷凝蒸發(fā)器的第一層，在第一層中部分蒸發(fā)后剩余液體順流引入第二層；在第二層中部分液體蒸發(fā)后剩余液體引至下一層，依次類推直至流至最后一層；另一股液氧通過(guò)閥門直接引入最末層，部分液體在最末層蒸發(fā)后剩余液體從底部抽出作為產(chǎn)品送出。多層主冷凝蒸發(fā)器各層液體的分配比例主要通過(guò)引入最末層的閥門進(jìn)行控制，過(guò)程中控制上一層冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)底部引出液體流量多于下一層冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)底部引出的液體量，有效降低多層冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)液體中碳?xì)浠衔餄舛取?br