一种低能耗空分预冷装置的制作方法

本发明涉及空分装置，具体涉及一种低能耗空分预冷装置。

背景技术：

1、随着国内冶金、石化、煤化工等行业蓬勃发展，对空分装置的需求迅速增长。空气预冷系统是空气分离设备的一个重要的组成部分，它串接于空气压缩机系统和分子筛吸附系统之间，预冷系统的作用是将压缩后的空气由100℃冷却到8-13℃，以满足分子筛吸附器的正常工作要求，同时对压缩空气进行洗涤，除去对分子筛吸附剂有害的酸性气体。空气预冷系统的存在，有利于保障空分设备在不同温度下长期安全地运转，特别是夏季高温尤为重要。

2、根据目前的空分设备设计，来自精馏塔上塔的污氮气进入水冷塔底部，与上方的冷却水进行换热，从而降低冷却水至9℃左右，再通过冷冻机组进一步降温，随后通过冷冻水泵送至空冷塔上部，与下方的空气进行换热，降低空气温度。空冷塔的另一路换热水由循环水系统管网提供，通过冷却水泵加压输送至空冷塔内部，塔内压力约为5.5bar，循环水系统的水泵与冷却水泵共同作用下，满足冷却水进塔的压力要求，因此需要提升整个循环水系统的大流量水泵的运行扬程，但是其他装置需求低于水泵提供的扬程，需通过调节阀门增大水头损失满足设备要求，增加系统的阀门管件，大大增加了循环水系统运行的能耗。

技术实现思路

1、1、发明要解决的技术问题

2、本发明目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种低能耗空分预冷装置，通过管式换热器替代冷却水泵，减少预冷系统的水泵数量，降低循环水系统水泵的扬程，增加设置冷却水喷水环，更加高效地降低空气的温度，能够有效降预冷系统和循环水系统的运行能耗，充分利用循环水系统的冷却作用，保障了整个空分装置的安全稳定运行。

3、2、技术方案

4、为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

5、一种低能耗空分预冷装置，包括循环水管网、空冷塔和水冷塔，所述水冷塔和循环水管网通过水冷塔输水管连接，所述空冷塔顶部设有空气出气管，所述空冷塔底部设有空气进气管，所述空冷塔内由上至下依次设有冷冻水喷水件、若干空冷塔混合填料、通气收水板和管式换热器，相邻两个所述空冷塔混合填料之间设有冷却水喷水件，所述水冷塔底部设有低温水管，所述低温水管和冷冻水喷水件通过冷冻水管连接，所述冷冻水管上设有冷冻机，所述低温水管和冷却水喷水件通过冷却水管连接，所述通气收水板和循环水管网通过收水板排水管连接，所述管式换热器和循环水管网通过换热器供回水管连接；所述低温水管上设有低温水泵；或所述冷冻水管和冷却水管上设有低温水泵。

6、可选地，所述循环水管网包括循环水供水管和循环水回水管，所述水冷塔和循环水供水管通过水冷塔输水管连接，所述循环水管网包括循环水供水管和循环水回水管，所述管式换热器和循环水供水管通过换热器供水管连接，所述管式换热器和循环水回水管通过换热器回水管连接。

7、可选地，所述通气收水板下方设有换热器隔板，以将所述通气收水板下方隔成多个用于容纳所述管式换热器的换热空间，每个所述换热空间内均设有所述管式换热器。

8、可选地，所述空气出气管连接纯化系统。

9、可选地，所述水冷塔顶部设有氮气放空管，所述水冷塔底部设有污氮进气管，所述水冷塔内由上至下依次设有布水器和水冷塔混合填料，所述布水器和循环水管网通过水冷塔输水管连接。

10、可选地，所述换热器隔板呈十字型结构布置。

11、可选地，所述冷冻水喷水件和冷却水喷水件均为环状的喷水环。

12、3、有益效果

13、采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

14、本低能耗空分预冷装置中空气进入空冷塔底部，在空冷塔中自下而上流动，常规设置是循环水进入空冷塔容器中，通过布水器向下喷淋，直接与温度较高的空气接触，由于容器中压力较高，需要增设水泵提高水的扬程，本低能耗空分预冷装置采用管式换热器替代这部分装置，循环水系统的水不进入空冷塔内部与气体接触，降低整个空分装置循环水系统水泵的扬程，无需设置空冷塔水泵，节省了运行能耗。

15、本低能耗空分预冷装置中水冷塔通过干燥的氮气与水接触，水的气化带走热量，降低水体的温度，低温水在低温水泵增加扬程后，分为两路，一路低温水直接进入空冷塔内部，通过两个喷水环对空气多级降温，另一路在冷冻机的作用下，水温进一步降低，冷冻水连接空冷塔最顶部的喷水环对再次降低空气温度，满足后续系统处理要求；相比于传统空冷塔设计，本低能耗空分预冷装置增设多一道喷水装置，提高对空气降温的效果。

技术特征：

1.一种低能耗空分预冷装置，其特征在于：包括循环水管网、空冷塔和水冷塔，所述水冷塔和循环水管网通过水冷塔输水管连接，所述空冷塔顶部设有空气出气管，所述空冷塔底部设有空气进气管，所述空冷塔内由上至下依次设有冷冻水喷水件、若干空冷塔混合填料、通气收水板和管式换热器，相邻两个所述空冷塔混合填料之间设有冷却水喷水件，所述水冷塔底部设有低温水管，所述低温水管和冷冻水喷水件通过冷冻水管连接，所述冷冻水管上设有冷冻机，所述低温水管和冷却水喷水件通过冷却水管连接，所述通气收水板和循环水管网通过收水板排水管连接，所述管式换热器和循环水管网通过换热器供回水管连接；

2.根据权利要求1所述的一种低能耗空分预冷装置，其特征在于：所述循环水管网包括循环水供水管和循环水回水管，所述水冷塔和循环水供水管通过水冷塔输水管连接，所述循环水管网包括循环水供水管和循环水回水管，所述管式换热器和循环水供水管通过换热器供水管连接，所述管式换热器和循环水回水管通过换热器回水管连接。

3.根据权利要求1所述的一种低能耗空分预冷装置，其特征在于：所述通气收水板下方设有换热器隔板，以将所述通气收水板下方隔成多个用于容纳所述管式换热器的换热空间，每个所述换热空间内均设有所述管式换热器。

4.根据权利要求1所述的一种低能耗空分预冷装置，其特征在于：所述空气出气管连接纯化系统。

5.根据权利要求1所述的一种低能耗空分预冷装置，其特征在于：所述水冷塔顶部设有氮气放空管，所述水冷塔底部设有污氮进气管，所述水冷塔内由上至下依次设有布水器和水冷塔混合填料，所述布水器和循环水管网通过水冷塔输水管连接。

6.根据权利要求3所述的一种低能耗空分预冷装置，其特征在于：所述换热器隔板呈十字型结构布置。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种低能耗空分预冷装置，其特征在于：所述冷冻水喷水件和冷却水喷水件均为环状的喷水环。

技术总结
本发明公开了一种低能耗空分预冷装置，包括循环水管网、空冷塔和水冷塔，所述水冷塔和循环水管网通过水冷塔输水管连接，所述空冷塔顶部设有空气出气管，所述空冷塔底部设有空气进气管，所述空冷塔内由上至下依次设有冷冻水喷水件、若干空冷塔混合填料、通气收水板和管式换热器，相邻两个所述空冷塔混合填料之间设有冷却水喷水件，所述水冷塔底部设有低温水管，所述低温水管和冷冻水喷水件通过冷冻水管连接，所述冷冻水管上设有冷冻机，所述低温水管和冷却水喷水件通过冷却水管连接，所述通气收水板和循环水管网通过收水板排水管连接，所述管式换热器和循环水管网通过换热器供回水管连接；所述低温水管上设有低温水泵。

技术研发人员：高锦森,杨佳辰
受保护的技术使用者：盈德气体工程（浙江）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13