一種空分塔的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于空分設備領域，具體涉及一種空分塔。
【背景技術】
[0002]〃空分塔〃在大型制氧工業(yè)中占有很重要的地位。我們所說的空分塔其實就是空氣分離設備，由于工藝流程的需要，這種設備一般建造的比較高像一座鐵塔，因此而得名?？辗炙墓に嚵鞒毯w了許多的物理原理如能量學\動力學\分子學等，制氧的主要工作都在其中完成。
[0003]空氣分離設備是以空氣為原料制備氧氣和氮氣及氬氣等惰性氣體的分離裝置。空分機組制備氧氣、氮氣、惰性氣體(如氬氣)使用的主要原料就是充斥于大氣層的空氣。通過對空氣進行壓縮、膨脹制冷，進而使空氣液化，利用分餾裝置精餾提純，在空氣中分離出氧氣、氮氣和惰性氣體(如氬氣)等產(chǎn)品。生產(chǎn)中使用的原料空氣不需要特殊開發(fā)過程，可以在生產(chǎn)地隨意獲得。目前空分行業(yè)是屬于化工產(chǎn)業(yè)的一個分支行業(yè)。
[0004]目前，工業(yè)中使用的空分塔，為了提高其空分效率和產(chǎn)量，只能通過增大空分塔內(nèi)部的設備容積，進而增大空分塔的外徑，大型空分塔的外徑甚至能夠達到7米以上。如此龐大的設備，通常只能制作成多面體，而且即使在加工廠生產(chǎn)加工完成，也很難運輸，所以，大部分需要使用大型空分塔的廠家，通常都是在買家的工作現(xiàn)場完成加工。但是，因為加工條件的限制，制作的品質(zhì)相比原廠加工的品質(zhì)會有一定差距。所以，如何在保證空分塔容量的同時，又能不增大甚至能減小空分塔的體積，該問題為本行業(yè)的一個技術難題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種空分塔，該空分塔的保溫箱為圓筒狀結構，提高了保溫效率，同時相比傳統(tǒng)空分塔其直徑可減小I倍以上，20 X 14MVhO2空分塔，其直徑可以控制在6米以內(nèi)，可在工廠整體制造，提尚了設備的制造精度。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的具體方案如下:
[0007]—種空分塔，包括由厚度為3?5米的瓦楞板制成的保溫箱以及精餾空分系統(tǒng)，所述保溫箱的側壁均為全封閉式的中空結構，其內(nèi)填充有保溫材料，所述精餾空分系統(tǒng)設在所述保溫箱內(nèi)，并通過固定連接件與所述保溫箱的內(nèi)壁固定連接；
[0008]所述精餾空分系統(tǒng)包括:主塔、副塔、冷凝蒸發(fā)器，換熱器、循環(huán)壓縮機、液氧栗、節(jié)流閥和輸送管道；
[0009]所述冷凝蒸發(fā)器包括第一冷凝蒸發(fā)器、第二冷凝蒸發(fā)器和第三冷凝蒸發(fā)器，其中所述第一冷凝蒸發(fā)器和第二冷凝蒸發(fā)器分別設置在所述主塔的頂部和底部并分別于所述主塔的頂部和底部連通，所述第三冷凝蒸發(fā)器設在所述副塔的頂部并連通;所述副塔的底部與主塔下段的中部連通；
[0010]所述換熱器包括氧氣換熱器、氮氣換熱器、粗氬換熱器、循環(huán)換熱器；
[0011 ]所述主塔的中部設有原料空氣加料口，原料空氣分別通過所述氧氣換熱器、氮氣換熱器和粗氬換熱器預冷至飽和溫度后通過輸送管道從所述加料口進入所述主塔，所述第二冷凝蒸發(fā)器上設有液氧輸入口，從該液氧輸入口向所述第二冷凝蒸發(fā)器內(nèi)注入液氧與其內(nèi)的液氧冷媒換熱后產(chǎn)生氧氣上升，原料空氣中的液氮與上升氧氣交匯轉化為氮氣上升，氧氣冷凝回流，產(chǎn)生的氮氣從主塔的頂部引出并通過氮氣換熱器復熱至常溫后回收；回流至主塔底部的液氧通過主塔外部配設的帶有節(jié)流閥以及液氧栗的輸送管道進入主塔頂部的第一冷凝蒸發(fā)器以及副塔頂部的第三冷凝蒸發(fā)器，作為該兩個冷凝蒸發(fā)器的冷媒；
[0012]主塔中，部分氮氣進入第一冷凝蒸發(fā)器與液氧冷媒進行換熱，液氧冷媒轉化為氣體蒸發(fā)排出后進入所述循環(huán)換熱器，并通過所述循環(huán)壓縮機加壓液化后再次作為冷媒進入第二冷凝蒸發(fā)器內(nèi)，氮氣冷凝回流與主塔底部上升的氧氣再次換熱，以此循環(huán)；
[0013]位于主塔下段的氬氣以及大部分氧氣進入副塔，在副塔內(nèi)，大部分氬氣上升至副塔塔頂，并被引出后通過所述氬氣換熱器復熱至常溫后回收;氧氣繼續(xù)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發(fā)器和第三冷凝蒸發(fā)器內(nèi)，參與換熱后轉化為氧氣從上述冷凝蒸發(fā)器內(nèi)排出，再通過所述氧氣換熱器復熱至常溫后回收。
[0014]進一步地，所述第一冷凝蒸發(fā)器上設有液氮輸入口。
[0015]進一步地，所述第三冷凝蒸發(fā)器上設有液氬輸入口。
[0016]進一步地，所述第二冷凝蒸發(fā)器與所述第一冷凝蒸發(fā)器連通的回路上設有第一節(jié)流閥，所述第二冷凝蒸發(fā)器與第三冷凝蒸發(fā)器連通的回路上設有第二節(jié)流閥以及所述液氧栗O
[0017]進一步地，所述氧氣換熱器、氮氣換熱器以及粗氬換熱器均為板式換熱器。
[0018]本實用新型提供的空分塔，其中的保溫箱使用厚度為3?5米的瓦楞板制成，板的厚度及重量都降低，極大地降低了工藝難度。而且由于瓦楞板的特殊結構，制成的保溫箱的外壁不是平面，即使在大風的天氣中，其特殊的外壁結構能夠極大地消減風力對保溫箱外壁的沖擊，有助于提高保溫箱的穩(wěn)定性。
[0019]傳統(tǒng)的空分設備中使用的保溫箱，均是由厚度大于5米的大鋼板制成，不僅制作工藝難度大，而且因為其制成的保溫箱的外壁為完全平面，尤其因為空分塔的高度較高，在半空中平面受到大風的直接沖擊力較大，容易影響空分塔的穩(wěn)定性。
[0020]同時，本實用新型將內(nèi)置于保溫箱的精餾空分系統(tǒng)進行了優(yōu)化，使其與該保溫箱配套。
[0021]通過配設有節(jié)流閥的輸送管道，將主塔底部的液氧作為冷媒在精餾空分循環(huán)過程中直接送入主塔頂部以及副塔頂部的冷凝蒸發(fā)器內(nèi)，參與熱交換，實現(xiàn)了單塔帶壓(0.5-1MPa)精餾分離空氣，不僅能夠生產(chǎn)雙高產(chǎn)品，而且相比現(xiàn)有空分塔的結構極大地縮減了設備的體積。
[0022]相比傳統(tǒng)空分塔，本實用新型提供的空分塔直徑可減小I倍以上，20X14MVhO2空分塔，其直徑可以控制在6米以內(nèi)，可在工廠整體制造，提高了設備的制造精度。同時，配套設置的保溫箱其不僅制作成本和難度降低，而且穩(wěn)定性更好。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型提供的空分塔的剖面圖；
[0024]1.主塔，2.副塔，3.第一冷凝蒸發(fā)器，4.第二冷凝蒸發(fā)器，5.第三冷凝蒸發(fā)器，6.氧氣換熱器，7.氮氣換熱器，8.粗氬換熱器，9.循環(huán)換熱器，10.循環(huán)壓縮機，11.液氧栗，12.第一節(jié)流閥，13.第二節(jié)流閥，14.主塔上段，15.主塔下段，16.保溫箱，17.固定連接件，18.保溫材料。
【具體實施方式】
[0025]參照附圖對本實用新型的外冷式低純氧空分裝置及方法的實施方式進行說明。
[0026]圖1為本實施方式的空分塔的剖面圖。
[0027]如圖1所示，本實施方式所提供的空分塔包括:包括由厚度為3?5米的瓦楞板制成的保溫箱16以及精餾空分系統(tǒng)，所述保溫箱16的側壁均為全封閉式的中空結構，其內(nèi)填充有保溫材料18，所述精餾空分系統(tǒng)設在所述保溫箱16內(nèi)，并通過固定連接件17與所述保溫箱16的內(nèi)壁固定連接；
[0028]所述精餾空分系統(tǒng)包括:主塔I和副塔2，主塔I包括主塔上段14和主塔下段15，副塔2底部與主塔下段15的中部位置連通。
[0029]原料空氣經(jīng)壓縮凈化后分別通過氧氣換熱器6、氮氣換熱器7和粗氬換熱器8分別與返流的氧氣，氮氣，氬氣進行換熱，冷卻至飽和溫度進入精餾塔的主塔I中部，具體位于主塔下段15的上端，向主塔I內(nèi)加料。其中，使用的所述氧氣換熱器、氮氣換熱器以及粗氬換熱器均優(yōu)選為板式換熱器。
[0030]在主塔I的底部設有第二冷凝蒸發(fā)器4，向其內(nèi)注入液氧，液氧在第二冷凝蒸發(fā)器4中與其中的冷媒換熱后蒸發(fā)上升至主塔I中部。其中，第二冷媒蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒優(yōu)選為液氧，液氧同時可以作為反應原料參加反應。
[0031]此時，因為原料空氣中氮的沸點低于氧和氬的沸點，所以，原料空氣中的液氮吸收蒸發(fā)氧氣和氬氣中的熱量轉化為氮氣上升，上升至主塔I頂部的氮氣其純度已經(jīng)足夠高，可以從主塔I的