空分设备改造用四种空气低温预冷装置_池贵洲

1997年第3期深冷技术空分设备改造用四种空气低温预冷装置池贵洲杨现波(开封空分设备厂制冷工程部,河南开封市宋门外花园路东,4了5002)摘要介绍了在蓄冷器型、切换式换热器型空分设备改造成分子筛型空分设备中,所采用的四种空气低温预冷装置(低温氛冷却空气装置、低温氛利昂R2冷却竺气装置、水箱低温水通过空气冷却器冷却空气装置、生气冷却塔低温水通过空气冷却塔冷却空气装置),并进行了比较,提出了建议。图4参l。主题词:空气分离设备改造预冷装里氮奴利昂R2低温水比较建议分子筛型空分设备与蓄冷器型、切换式换热器型空分设备相比,分子筛型空分设备具有流程简单、操作方便、更加安全可靠、可以提取较多的纯产品等优点,所以一些空分设备用户相继把蓄冷器型、切换式换热器型空分设备改造成分子筛型空分设备。在分子筛型空分设备中,为保证分子筛吸附器的吸附效果,需要把进分子筛吸附器的空气冷却到8℃左右,而原空分设备的预冷系统不能满足这一要求,必须增加一套空气低温预冷装置。本制冷工程部在空分设备变型改造设计中,本着“技术先进、节省投资”的原则,根据用户的具体情况,采用了四种空气低温预冷装置,均取得了满意的效果。这四种空气低温预冷装置是根据冷却空气的介质和换热设备不同来划分的。一、低温奴冷却空气装里一些使用空分设备的化工企业,设有氨站,可以利用现有富余氨源来冷却空气。该装置流程见图1。从氨站来的高压常温氨液经过节流阀节流成低温氨液、氨气混合物,然后进入氨液分离器,在氨液分离器内气液得到分离,低}}二了l!.二二{图1低温氮冷却空气装盆流程示意图1.节流阀2.氮液分离器3.氮蒸发器理.水分离器温氨液进入氨蒸发器,吸收空气的热量蒸发成氨气,再进入氨液分离器,与分离出来的氨气一起返回氨站。从原预冷系统来的空气在氨蒸发器内被冷却到7℃,然后经过水分离器,进入分子筛吸附器。该装置的氨蒸发器为铝制板翅式氨蒸发器。若铝制板翅式氨蒸发器结构设计和布置不合理,会导致氨蒸发器发生泄漏而不能使用,其原因是氨未加处理而不可避免地溶解深冷技术1997年第3期韵荟以毅小巾邢犷训有或多或少的氢气,氢气对含锰量高、特别是其分布不均匀的金属材料(板翅式换热器用材为铝锰合金)会产生氢蚀破坏。但只要结构设计及布置合理,这一问题是完全可以避免的。我们设计制造的这一类型板翅式换热器(早的1985年,晚的1993年),至今都安全运转着。二、低温奴利昂R2冷却空气装置该装置流程见图2。图3.水箱水箱低温水通过空气冷却器冷却装空气里流程示惫图2.水泵3.冷水机组4.空气冷却器5.水分离器毅架彭段众小术犷侧圈2.压缩机4。低沮报利昂R2冷却空气装里流程示意图2.冷凝器3.热力膨k)J同蒸发器5.水分离器氟利昂R22气体经压缩机压缩成高压高温气体,迸入冷凝器,放热冷凝成高压常温液体,经过热力膨胀阀节流成低温液一气混合物;进入蒸发器吸收空气的热量蒸发成气体,然后返回压缩机再压缩。从原预冷系统来的空气在蒸发器内被冷却到7℃,然后经过水分离器,进入分子筛吸附器。图2中虚线内部分称为氟利昂R2冷气机组,该冷气机组的压缩机为多台制冷量较小的压缩机的并联组合体,其中一台压缩机作为备用,冷量调节方便,备机费用减少,在部分负载运行时,还可以降低运行费用。三、水箱低温水通过空气冷却器冷却空气装置该装置流程见图3。从水箱来的低温水经一水泵升压进入冷水机组,在冷水机组内被冷却后,进入空气冷却器吸收空气的热量,然后返回水箱。从原预冷系统来的空气在空气冷却器内被冷却到7℃,然后经水分离器,进入分子筛吸附器。冷水机组为多机头冷水机组,其中一台压缩机作为备用,冷量调节方便,备机费用减少,在部分负载运行时,还可以降低运行费用。四、空气冷却塔低温水通过空气冷却塔冷却空气装置该装置流程见图4。空气冷却塔低温水经水泵升压进入冷水机组,在冷水机组内被冷却后,进入空气冷却塔吸收空气的热量,然后返回水泵再升压。从原预冷系统来的空气在空气冷却塔内被冷却到7℃,然后进入分子筛吸附器。五、四种空气低温预冷装置比较及建议上述四种空气低温预冷装置操作方便,安全一:丁旅,都能满足空气低温预冷的要求。_.卜述四种装置不会是最先迸的,然而确实是本着拾遗补缺、力求节省简便的原则,以期达到一个合理的投入产出比。1997年第3期、空气去分子筛吸附器深冷技木23答一一一一’可别三)1笼成~一资最少,能耗最低。建议有富余氨源的化工企业,在蓄冷器型或切换式换热器型空分设备改造成分子筛型空分设备中,采用第一种装置。随着氟制冷剂的逐步淘汰,而具有优良热力性能的氨制冷剂重新被人所认识,以及新型氨机的出现,所以第一种装置可能是最有前景的。第二种装置与第三种、第四种装置相比,第二种装置投资少、能耗低。第点种装置的投资、能耗与第四种装置华本相等。由于第二种装置的氟利昂R2冷气机组要向冷冻机厂特殊订购