[实用新型]一种空分塔

说明书

技术领域

本实用新型属于空分设备领域，具体涉及一种空分塔。

背景技术

"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。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型的具体方案如下：

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。