专利名称：一种以制冷机为冷源的低温精馏性能测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以菲利蒲制冷机为冷源的低温精馏性能测试系统，该系统可以在不需要膨胀机制冷的条件下测试填料对氧氮氩的分离特性，属于能源类空气分离技术领域。
背景技术：
填料是空分设备精馏塔中进行传热传质的核心部件，也是空气分离效果好坏和精馏塔安全运行的关键。自从20世纪70年代的两次“石油危机”以来，能源问题已成为全球关注的问题，而节能降耗是解决能源问题的根本措施之一。在能耗很大的空气分离工业中， 大部分能量是用来完成精馏分离过程，精馏塔作为能耗最大的单元，对其进行优化设计能有效降低空分行业的能耗，缓解能源压力。精馏塔内填料的盘数直接影响塔内的压降和能耗，目前，对填料性能参数的测量主要依靠水-空气或者水-酒精等常温常压的填料测试装置进行测量，测量结果与填料在实际空分系统中的性能有很大的差异，因此在精馏塔的设计过程中，主要依靠经验对填料的效率进行取值，且取值都比较保守，从而造成填料盘数偏多，增加了精馏塔的能耗。
发明内容
本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提供一种能测试填料在空分系统中的实际性能的以菲利蒲制冷机为冷源的低温精馏性能测试系统。本发明的目的是通过如下技术方案来完成的它主要包括有一低温精馏性能测试装置、一由菲利蒲制冷机构成的制冷装置、一加热装置以及液体混合器、低温泵、低温储液槽、低温容器、板翅式换热器，所述低温精馏性能测试装置底部的液体物料出口经管道与可实现液体混合的第一液体混合器连接，该第一液体混合器同时与第一低温储液槽的进料连接；所述第一液体混合器出口经管道与所述第一低温容器连接，所述第一低温容器出口物料通过第一板翅式换热器与所述制冷装置进行热交换，所述板翅式换热器出口与所述低温精馏性能测试装置液体物料进口连接；所述低温精馏性能测试装置上部的气体物料出口经第二板翅式换热器与所述制冷装置进行热交换，所述第二板翅式换热器物料出口通过管道与可实现液体混和的第二液体混合器连接，该第二液体混合器还同时与第二低温储液槽进料连接，所述第二液体混合器出口经过管道与第二低温容器连接，所述第二低温容器物料出口连接所述加热装置，该加热装置再通过管道与所述低温精馏性能测试装置下部的气体进料口连接。所述的低温精馏性能测试装置为一空分系统中填料的性能测试装置；所述的低温精馏性能测试装置液体供料为通过对所述低温精馏性能测试装置出口液体物料进行配比后循环供液；所述的低温精馏性能测试装置气体供料为通过对所述低温精馏性能测试装置出口气体物料先冷凝再配比后汽化的循环供气。所述的第一低温容器和第二低温容器上分别通过管道连接有可将过量液体排出的排液阀；所述的低温精馏性能测试装置底部的液体物料出口与所述第一液体混合器之间接有驱动液体进入第一液体混合器内的第一低温泵；所述的第一低温容器的出口连接有驱动液体进入第一板翅式换热器的第二低温泵；在所述第二低温容器的出口连接有驱动液体进入加热装置的第三低温泵。所述第一低温容器之后的连接管路上连接有控制液体进料流量的第一流量控制阀，而在所述第二低温容器之后的连接管路上连接有控制气体进料流量的第二流量控制阀。本发明通过混合、自动控制等技术将低温精馏性能测试装置的出口物料通过配比转化成为低温精馏性能测试装置的进口物料进行循环使用，特别是本发明中气体供料，利用菲利蒲制冷机产生的一部分冷量通过板翅式换热器将低温精馏性能测试装置出口气体冷凝成液体，然后通过混合器配比成初始进口气体物料浓度，最后通过加热装置复热成气体为低温精馏性能测试装置供气；本发明实现了物料的循环使用，实现了能量的梯级利用， 最大限度的提高了能源的利用率。
图1是本发明的连接结构示意图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作详细的介绍图1所示，它主要包括有一低温精馏性能测试装置、一由菲利蒲制冷机构成的制冷装置、一加热装置以及液体混合器、低温泵、低温储液槽、低温容器、板翅式换热器，所述低温精馏性能测试装置9底部的液体物料出口经管道与可实现液体混合的第一液体混合器4连接，该第一液体混合器4同时与第一低温储液槽3的进料连接；所述第一液体混合器4出口经管道与所述第一低温容器5连接，所述第一低温容器5出口物料通过第一板翅式换热器2与所述制冷装置1进行热交换，所述板翅式换热器2出口与所述低温精馏性能测试装置9液体物料进口连接；所述低温精馏性能测试装置9上部的气体物料出口经第二板翅式换热器16与所述制冷装置1进行热交换，所述第二板翅式换热器16物料出口通过管道与可实现液体混和的第二液体混合器连接，该第二液体混合器还同时与第二低温储液槽17进料连接，所述第二液体混合器15出口经过管道与第二低温容器13连接，所述第二低温容器13物料出口连接所述加热装置10，该加热装置10再通过管道与所述低温精馏性能测试装置9下部的气体进料口连接。所述的低温精馏性能测试装置为一空分系统中填料的性能测试装置；所述的低温精馏性能测试装置液体供料为通过对所述低温精馏性能测试装置出口液体物料进行配比后循环供液；所述的低温精馏性能测试装置气体供料为通过对所述低温精馏性能测试装置出口气体物料先冷凝再配比后汽化的循环供气。所述的第一低温容器5和第二低温容器13上分别通过管道连接有可将过量液体排出的排液阀6、14 ；所述的低温精馏性能测试装置9底部的液体物料出口与所述第一液体混合器4之间接有驱动液体进入第一液体混合器内的第一低温泵18 ；所述的第一低温容器 5的出口连接有驱动液体进入第一板翅式换热器2的第二低温泵7 ；在所述第二低温容器 13的出口连接有驱动液体进入加热装置10的第三低温泵12。
所述第一低温容器之后的连接管路上连接有控制液体进料流量的第一流量控制阀8，而在所述第二低温容器之后的连接管路上连接有控制气体进料流量的第二流量控制阀11。具体工作过程如下经过低温精馏性能测试装置9传热传质后的液体(氧氮混合物)在低温泵18的驱动下进入液体混合器4，与来自低温储液槽3的液氮进行混合，混合后液体达到设定值后进入低温容器5，过量液体通过排液阀6排走，低温容器5出口液体在低温泵7的驱动下进入板翅式换热器2与制冷系统1进行热交换，换热后的液体物料重新进入低温精馏性能测试装置9进行精馏实验。经过低温精馏性能测试装置传热传质后的气体 (氧氮混合物)进入换热器16与制冷系统1进行热交换冷凝成液体，冷凝后的液体进入液体混合器15，与来自低温储液槽17的液氧进行混合，混合后的液体达到设定值后进入低温容器13，过量液体通过排液阀14排走，低温容器13出口液体在低温泵12的驱动下进入加热装置10加热后完全气化，气化后的气体重新进入低温精馏性能测试装置9进行精馏实验； 针对不同的实验，气体和液体进料流量通过流量控制阀8，11进行控制。本发明将制冷技术、换热技术、混合技术、自动控制技术与低温精馏技术有机的结合起来，实现了填料在低温环境下(氧氮分离)的性能测试，同时循环使用物料，最大限度的利用能量，是一种绿色环保、经济合理的低温精馏性能测试系统。
权利要求
1.一种以菲利蒲制冷机为冷源的低温精馏性能测试系统，它主要包括有一低温精馏性能测试装置、一由菲利蒲制冷机构成的制冷装置、一加热装置以及液体混合器、低温泵、低温储液槽、低温容器、板翅式换热器，其特征在于所述低温精馏性能测试装置(9)底部的液体物料出口经管道与可实现液体混合的第一液体混合器(4)连接，该第一液体混合器(4) 同时与第一低温储液槽(3)的进料连接；所述第一液体混合器出口经管道与所述第一低温容器( 连接，所述第一低温容器(5)出口物料通过第一板翅式换热器( 与所述制冷装置(1)进行热交换，所述板翅式换热器O)出口与所述低温精馏性能测试装置(9)液体物料进口连接；所述低温精馏性能测试装置(9)上部的气体物料出口经第二板翅式换热器(16)与所述制冷装置(1)进行热交换，所述第二板翅式换热器(16)物料出口通过管道与可实现液体混和的第二液体混合器连接，该第二液体混合器还同时与第二低温储液槽 (17)进料连接，所述第二液体混合器(1 出口经过管道与第二低温容器(1 连接，所述第二低温容器(1 物料出口连接所述加热装置(10)，该加热装置(10)再通过管道与所述低温精馏性能测试装置(9)下部的气体进料口连接。
2.根据权利要求1所述的以菲利蒲制冷机为冷源的低温精馏性能测试系统，其特征在于所述的低温精馏性能测试装置为一空分系统中填料的性能测试装置；所述的低温精馏性能测试装置液体供料为通过对所述低温精馏性能测试装置出口液体物料进行配比后循环供液；所述的低温精馏性能测试装置气体供料为通过对所述低温精馏性能测试装置出口气体物料先冷凝再配比后汽化的循环供气。
3.根据权利要求1所述的以菲利蒲制冷机为冷源的低温精馏性能测试系统，其特征在于所述的第一低温容器( 和第二低温容器(1 上分别通过管道连接有可将过量液体排出的排液阀(6、14)；所述的低温精馏性能测试装置(9)底部的液体物料出口与所述第一液体混合器⑷之间接有驱动液体进入第一液体混合器内的第一低温泵(18)；所述的第一低温容器(5)的出口连接有驱动液体进入第一板翅式换热器O)的第二低温泵(7)；在所述第二低温容器(1 的出口连接有驱动液体进入加热装置(10)的第三低温泵(12)。
4.根据权利要求1或3所述的以菲利蒲制冷机为冷源的低温精馏性能测试系统，其特征在于所述第一低温容器之后的连接管路上连接有控制液体进料流量的第一流量控制阀 (8)，而在所述第二低温容器之后的连接管路上连接有控制气体进料流量的第二流量控制阀(11)。
全文摘要
一种以制冷机为冷源的低温精馏性能测试系统，它包括有一低温精馏性能测试装置、一由制冷机构成的制冷装置、一加热装置以及液体混合器、低温泵、低温储液槽、低温容器、板翅式换热器，低温精馏性能测试装置底部的液体物料出口经管道与第一液体混合器连接，该第一液体混合器同时与第一低温储液槽的进料连接；第一液体混合器出口经管道与第一低温容器连接，第一低温容器出口物料通过第一板翅式换热器与制冷装置进行热交换，板翅式换热器出口与低温精馏性能测试装置液体物料进口连接。本发明实现了物料的循环使用，实现了能量的梯级利用，最大限度的提高了能源的利用率。
文档编号G01N33/00GK102353754SQ201110257869
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者毛绍融, 邱利民, 陈轶光 申请人:杭州杭氧股份有限公司