一种空分塔制造技术

本实用新型专利技术公开了一种空分塔，其中的保温箱使用厚度为3～5米的瓦楞板制成，板的厚度及重量都降低，极大地降低了工艺难度。而且由于瓦楞板的特殊结构，制成的保温箱的外壁不是平面，即使在大风的天气中，其特殊的外壁结构能够极大地消减风力对保温箱外壁的冲击，有助于提高保温箱的稳定性。相比传统空分塔，本实用新型专利技术提供的空分塔直径可减小1倍以上，20×104M3/hO2空分塔，其直径可以控制在6米以内，可在工厂整体制造，提高了设备的制造精度。同时，配套设置的保温箱其不仅制作成本和难度降低，而且稳定性更好。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于空分设备领域，具体涉及一种空分塔。
技术介绍
\空分塔\在大型制氧工业中占有很重要的地位。我们所说的空分塔其实就是空气分离设备，由于工艺流程的需要，这种设备一般建造的比较高像一座铁塔，因此而得名。空分塔的工艺流程涵盖了许多的物理原理如能量学\\动力学\\分子学等，制氧的主要工作都在其中完成。空气分离设备是以空气为原料制备氧气和氮气及氩气等惰性气体的分离装置。空分机组制备氧气、氮气、惰性气体(如氩气)使用的主要原料就是充斥于大气层的空气。通过对空气进行压缩、膨胀制冷，进而使空气液化，利用分馏装置精馏提纯，在空气中分离出氧气、氮气和惰性气体(如氩气)等产品。生产中使用的原料空气不需要特殊开发过程，可以在生产地随意获得。目前空分行业是属于化工产业的一个分支行业。目前，工业中使用的空分塔，为了提高其空分效率和产量，只能通过增大空分塔内部的设备容积，进而增大空分塔的外径，大型空分塔的外径甚至能够达到7米以上。如此庞大的设备，通常只能制作成多面体，而且即使在加工厂生产加工完成，也很难运输，所以，大部分需要使用大型空分塔的厂家，通常都是在买家的工作现场完成加工。但是，因为加工条件的限制，制作的品质相比原厂加工的品质会有一定差距。所以，如何在保证空分塔容量的同时，又能不增大甚至能减小空分塔的体积，该问题为本行业的一个技术难题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种空分塔，该空分塔的保温箱为圆筒状结构，提高了保温效率，同时相比传统空分塔其直径可减小1倍以上，20×104M3/hO2空分塔，其直径可以控制在6米以内，可在工厂整体制造，提高了设备的制造精度。为了实现上述目的，本技术的具体方案如下：一种空分塔，包括由厚度为3～5米的瓦楞板制成的保温箱以及精馏空分系统，所述保温箱的侧壁均为全封闭式的中空结构，其内填充有保温材料，所述精馏空分系统设在所述保温箱内，并通过固定连接件与所述保温箱的内壁固定连接；所述精馏空分系统包括：主塔、副塔、冷凝蒸发器，换热器、循环压缩机、液氧泵、节流阀和输送管道；所述冷凝蒸发器包括第一冷凝蒸发器、第二冷凝蒸发器和第三冷凝蒸发器，其中所述第一冷凝蒸发器和第二冷凝蒸发器分别设置在所述主塔的顶部和底部并分别于所述主塔的顶部和底部连通，所述第三冷凝蒸发器设在所述副塔的顶部并连通；所述副塔的底部与主塔下段的中部连通；所述换热器包括氧气换热器、氮气换热器、粗氩换热器、循环换热器；所述主塔的中部设有原料空气加料口，原料空气分别通过所述氧气换热器、氮气换热器和粗氩换热器预冷至饱和温度后通过输送管道从所述加料口进入所述主塔，所述第二冷凝蒸发器上设有液氧输入口，从该液氧输入口向所述第二冷凝蒸发器内注入液氧与其内的液氧冷媒换热后产生氧气上升，原料空气中的液氮与上升氧气交汇转化为氮气上升，氧气冷凝回流，产生的氮气从主塔的顶部引出并通过氮气换热器复热至常温后回收；回流至主塔底部的液氧通过主塔外部配设的带有节流阀以及液氧泵的输送管道进入主塔顶部的第一冷凝蒸发器以及副塔顶部的第三冷凝蒸发器，作为该两个冷凝蒸发器的冷媒；主塔中，部分氮气进入第一冷凝蒸发器与液氧冷媒进行换热，液氧冷媒转化为气体蒸发排出后进入所述循环换热器，并通过所述循环压缩机加压液化后再次作为冷媒进入第二冷凝蒸发器内，氮气冷凝回流与主塔底部上升的氧气再次换热，以此循环；位于主塔下段的氩气以及大部分氧气进入副塔，在副塔内，大部分氩气上升至副塔塔顶，并被引出后通过所述氩气换热器复热至常温后回收；氧气继续冷凝回流，并回流至主塔底部，以冷媒的形式被再次送入第一冷凝蒸发器和第三冷凝蒸发器内，参与换热后转化为氧气从上述冷凝蒸发器内排出，再通过所述氧气换热器复热至常温后回收。进一步地，所述第一冷凝蒸发器上设有液氮输入口。进一步地，所述第三冷凝蒸发器上设有液氩输入口。进一步地，所述第二冷凝蒸发器与所述第一冷凝蒸发器连通的回路上设有第一节流阀，所述第二冷凝蒸发器与第三冷凝蒸发器连通的回路上设有第二节流阀以及所述液氧泵。进一步地，所述氧气换热器、氮气换热器以及粗氩换热器均为板式换热器。本技术提供的空分塔，其中的保温箱使用厚度为3～5米的瓦楞板制成，板的厚度及重量都降低，极大地降低了工艺难度。而且由于瓦楞板的特殊结构，制成的保温箱的外壁不是平面，即使在大风的天气中，其特殊的外壁结构能够极大地消减风力对保温箱外壁的冲击，有助于提高保温箱的稳定性。传统的空分设备中使用的保温箱，均是由厚度大于5米的大钢板制成，不仅制作工艺难度大，而且因为其制成的保温箱的外壁为完全平面，尤其因为空分塔的高度较高，在半空中平面受到大风的直接冲击力较大，容易影响空分塔的稳定性。同时，本技术将内置于保温箱的精馏空分系统进行了优化，使其与该保温箱配套。通过配设有节流阀的输送管道，将主塔底部的液氧作为冷媒在精馏空分循环过程中直接送入主塔顶部以及副塔顶部的冷凝蒸发器内，参与热交换，实现了单塔带压(0.5-1MPa)精馏分离空气，不仅能够生产双高产品，而且相比现有空分塔的结构极大地缩减了设备的体积。相比传统空分塔，本技术提供的空分塔直径可减小1倍以上，20×104M3/hO2空分塔，其直径可以控制在6米以内，可在工厂整体制造，提高了设备的制造精度。同时，配套设置的保温箱其不仅制作成本和难度降低，而且稳定性更好。附图说明图1为本技术提供的空分塔的剖面图；1.主塔，2.副塔，3.第一冷凝蒸发器，4.第二冷凝蒸发器，5.第三冷凝蒸发器，6.氧气换热器，7.氮气换热器，8.粗氩换热器，9.循环换热器，10.循环压缩机，11.液氧泵，12.第一节流阀，13.第二节流阀，14.主塔上段，15.主塔下段，16.保温箱，17.固定连接件，18.保温材料。具体实施方式参照附图对本技术的外冷式低纯氧空分装置及方法的实施方式进行说明。图1为本实施方式的空分塔的剖面图。如图1所示，本实施方式所提供的空分塔包括：包括由厚度为3～5米的瓦楞板制成的保温箱16以及精馏空分系统，所述保温箱16的侧壁均为全封闭式的中空结构，其内填充有保温材料18，所述精馏空分系统设在所述保温箱16内，并通过固定连接件17与所述保温箱16的内壁固定连接；所述精馏空分系统包括：主塔1和副塔2，主塔1包括主塔上段14和主塔下段15，副塔2底部与主塔下段15的中部位置连通。原料空气经压缩净化后分别通过氧气换热器6、氮气换热器7和粗氩换热器8分别与返流的氧气,氮气,氩气进行换热,冷却至饱和温度进入精馏塔的主塔1中部,具体位于主塔下段15的上端，向主塔1内加料。其中，使用的所述氧气换热器、氮气换热器以及粗氩换热器均优选为板式换热器。在主塔1的底部设有第二冷凝蒸发器4,向其内注入液氧,液氧在第二冷凝蒸发器4中与其中的冷媒换热后蒸发上升至主塔1中部。其中，第二冷媒蒸发器内的冷媒优选为液氧，液氧同时可以作为反应原料参加反应。此时，因为原料空气中氮的沸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空分塔，其特征在于，包括由厚度为3～5米的瓦楞板制成的保温箱以及精馏空分系统，所述保温箱的侧壁均为全封闭式的中空结构，其内填充有保温材料，所述精馏空分系统设在所述保温箱内，并通过固定连接件与所述保温箱的内壁固定连接；所述精馏空分系统包括：主塔、副塔、冷凝蒸发器，换热器、循环压缩机、液氧泵、节流阀和输送管道；所述冷凝蒸发器包括第一冷凝蒸发器、第二冷凝蒸发器和第三冷凝蒸发器，其中所述第一冷凝蒸发器和第二冷凝蒸发器分别设置在所述主塔的顶部和底部并分别于所述主塔的顶部和底部连通，所述第三冷凝蒸发器设在所述副塔的顶部并连通；所述副塔的底部与主塔下段的中部连通；所述换热器包括氧气换热器、氮气换热器、粗氩换热器、循环换热器；所述主塔的中部设有原料空气加料口，原料空气分别通过所述氧气换热器、氮气换热器和粗氩换热器预冷至饱和温度后通过输送管道从所述加料口进入所述主塔，所述第二冷凝蒸发器上设有液氧输入口，从该液氧输入口向所述第二冷凝蒸发器内注入液氧与其内的液氧冷媒换热后产生氧气上升，原料空气中的液氮与上升氧气交汇转化为氮气上升，氧气冷凝回流，产生的氮气从主塔的顶部引出并通过氮气换热器复热至常温后回收；回流至主塔底部的液氧通过主塔外部配设的带有节流阀以及液氧泵的输送管道进入主塔顶部的第一冷凝蒸发器以及副塔顶部的第三冷凝蒸发器，作为该两个冷凝蒸发器的冷媒；主塔中，部分氮气进入第一冷凝蒸发器与液氧冷媒进行换热，液氧冷媒转化为气体蒸发排出后进入所述循环换热器，并通过所述循环压缩机加压液化后再次作为冷媒进入第二冷凝蒸发器内，氮气冷凝回流与主塔底部上升的氧气再次换热，以此循环；位于主塔下段的氩气以及大部分氧气进入副塔，在副塔内，大部分氩气上升至副塔塔顶，并被引出后通过所述氩气换热器复热至常温后回收；氧气继续冷凝回流，并回流至主塔底部，以冷媒的形式被再次送入第一冷凝蒸发器和第三冷凝蒸发器内，参与换热后转化为氧气从上述冷凝蒸发器内排出， 再通过所述氧气换热器复热至常温后回收。...

【技术特征摘要】
1.一种空分塔，其特征在于，包括由厚度为3～5米的瓦楞板制成的保温箱以及精馏空分系统，所述保温箱的侧壁均为全封闭式的中空结构，其内填充有保温材料，所述精馏空分系统设在所述保温箱内，并通过固定连接件与所述保温箱的内壁固定连接；
所述精馏空分系统包括：主塔、副塔、冷凝蒸发器，换热器、循环压缩机、液氧泵、节流阀和输送管道；
所述冷凝蒸发器包括第一冷凝蒸发器、第二冷凝蒸发器和第三冷凝蒸发器，其中所述第一冷凝蒸发器和第二冷凝蒸发器分别设置在所述主塔的顶部和底部并分别于所述主塔的顶部和底部连通，所述第三冷凝蒸发器设在所述副塔的顶部并连通；所述副塔的底部与主塔下段的中部连通；
所述换热器包括氧气换热器、氮气换热器、粗氩换热器、循环换热器；
所述主塔的中部设有原料空气加料口，原料空气分别通过所述氧气换热器、氮气换热器和粗氩换热器预冷至饱和温度后通过输送管道从所述加料口进入所述主塔，所述第二冷凝蒸发器上设有液氧输入口，从该液氧输入口向所述第二冷凝蒸发器内注入液氧与其内的液氧冷媒换热后产生氧气上升，原料空气中的液氮与上升氧气交汇转化为氮气上升，氧气冷凝回流，产生的氮气从主塔的顶部引出并通过氮气换热器复热至常温后回收；回流至主塔底部的液氧通过主塔外部配设的带有节流阀以及液氧泵的输送管道进入...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛文军，张英辰，
申请(专利权)人：新疆天辰气体有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆;65