本發(fā)明屬于氣體分離領(lǐng)域，具體涉及一種空分預(yù)冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前空分裝置采用全低壓、透平膨脹、氮水預(yù)冷、分子篩吸附、內(nèi)壓縮工藝流程，其工藝流程具體為：自空壓機(jī)來的壓縮空氣，經(jīng)預(yù)冷系統(tǒng)冷卻后去分子篩除去水份、SO₂ 、SO₃ 、NH₃等雜質(zhì)后，一部分空氣被直接送往精餾塔的上塔，另一部分則進(jìn)入膨脹機(jī)經(jīng)膨脹制冷后，被送往下塔。依據(jù)氧、氮、氬組份沸點不同分理出氧、氮、氬產(chǎn)品。

預(yù)冷系統(tǒng)在空分裝置中的地位舉足輕重，預(yù)冷系統(tǒng)的流程組織及單體設(shè)備的性能對整套空分裝置的性能影響重大。在現(xiàn)有的流程中，如圖1所示，通常是從進(jìn)口空氣過濾器出來的流程空氣被去除了塵埃和其他機(jī)械雜質(zhì)后，經(jīng)過多級離心空壓縮至所需壓力，此空氣進(jìn)入雙級空冷塔，先用常溫水加以冷卻清洗，再經(jīng)過低溫水進(jìn)一步冷卻后送純化器。大量有害元素可以被去除。常溫水在泵29的作用下進(jìn)入空冷塔30下部，空分裝置預(yù)冷系統(tǒng)低溫水通常使用的是循環(huán)水，循環(huán)水依次通過氮水塔27、泵28、氨冷塔26降溫后進(jìn)入空冷塔30，對空氣降溫，循環(huán)水內(nèi)含鈣鎂離子，長期運行易產(chǎn)生低溫結(jié)晶物，且在氨冷器內(nèi)極易形成低溫結(jié)垢、堵塞通道，將造成氨冷器無法工作，空分預(yù)冷效果不好，空分預(yù)冷系統(tǒng)工作效率降低，空冷塔出口空氣溫度高，影響空分裝置的長周期、安全穩(wěn)定運行，極易造成系統(tǒng)停車。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能夠降低能耗、延長設(shè)備使用壽命的空分預(yù)冷系統(tǒng)。

基于上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：包括氮水塔、連接在氮水塔底部的第一泵和連接在第一泵上的氨冷器，氨冷器上連接有雙層空冷塔；所述雙層空冷塔分為上層冷卻塔和下層預(yù)冷塔，雙層空冷塔的塔體頂部設(shè)置有空氣出口，塔體下部設(shè)置有空氣進(jìn)口，上層冷卻塔上部設(shè)置的脫鹽水進(jìn)口與氨冷器相連接，上層冷卻塔和下層預(yù)冷塔之間設(shè)置有隔板，隔板上設(shè)有通氣管道；上層冷卻塔下部設(shè)有脫鹽水出口，下層預(yù)冷塔上部側(cè)壁上設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)口，底部設(shè)有水排出口，循環(huán)水進(jìn)口與第二泵相連接；脫鹽水進(jìn)口和循環(huán)水進(jìn)口上連接有設(shè)于塔體內(nèi)的噴水裝置。

進(jìn)一步地，所述通氣管道向上凸起，通氣管道上方設(shè)置有固定式升氣帽，隔板一端設(shè)有凹陷的集水槽，集水槽與脫鹽水出口相連接。

進(jìn)一步地，所述噴水裝置包括連接主水管、連接在主水管上的第一支水管和第二支水管，第一支水管上連接有上層布水管，第二支水管上連接有下層布水管，上層布水管和下層布水管均包括圓形的固定板和對稱設(shè)置在固定板上的的管道，同一固定板上的管道相互平行。

進(jìn)一步地，所述上層布水管與下層布水管的管道軸線相互垂直。

進(jìn)一步地，所述升氣帽上方設(shè)置有限位裝置。

進(jìn)一步地，所述隔板上均勻設(shè)置有四個通氣管道。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

（1）本發(fā)明在雙層塔體中間設(shè)置有一隔板，將塔內(nèi)空間分為上層冷卻塔和下層預(yù)冷塔，上層冷卻塔底端側(cè)壁上設(shè)置有脫鹽水出口，上層冷卻塔內(nèi)通入經(jīng)氨冷器冷卻后的脫鹽水冷卻，下層預(yù)冷塔內(nèi)通入普通循環(huán)水，隔板上設(shè)置有通氣管道，通氣管道上方設(shè)置有升氣帽，氣體可以通過通氣管道從下層預(yù)冷塔進(jìn)入上層冷卻塔，但由于升氣帽的存在，可避免脫鹽水進(jìn)入下層預(yù)冷塔，可以有效減少能耗，同時減少脫鹽水預(yù)冷內(nèi)的低溫結(jié)垢量，防止堵塞通道，延長設(shè)備使用壽命。

（2）上層冷卻塔上部側(cè)壁上設(shè)置有脫鹽水進(jìn)口，下層預(yù)冷塔上部側(cè)壁上設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)口，脫鹽水進(jìn)口和循環(huán)水進(jìn)口上連接有設(shè)于塔體內(nèi)的噴水裝置，布水均勻，冷卻效果好。

本發(fā)明采用兩級分開冷卻，在低溫水冷卻系統(tǒng)采用脫鹽水閉路循環(huán)，冷卻效果提高，避免了氨冷器內(nèi)的低溫結(jié)垢，延長設(shè)備的使用壽命，減少停車次數(shù)，確保了空分裝置的運行周期，降低了預(yù)冷系統(tǒng)的運行成本和檢修費用，實現(xiàn)了節(jié)能降耗。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是雙層空冷塔的結(jié)構(gòu)意圖；

圖4是噴水裝置的的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是上層布水管的俯視圖；

圖6是下層布水管的俯視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

一種空分預(yù)冷系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括氮水塔25、連接在氮水塔25底部的第一泵23和連接在第一泵23上的氨冷器24，氨冷器24上連接有雙層空冷塔。

如圖3所示，所述雙層空冷塔包括塔體7，塔體下方設(shè)有裙座8，塔體7頂部設(shè)置有空氣出口1，塔體7下部設(shè)置有空氣進(jìn)口14，塔體1底部設(shè)置有水排出口15，所述塔體7中間設(shè)置有一隔板6，隔板6將塔內(nèi)空間分割為上層冷卻塔2和下層預(yù)冷塔16，隔板6上設(shè)置有向上凸起的連通上層冷卻塔2和下層預(yù)冷塔16的四個通氣管道5，通氣管道5上方設(shè)置有固定式升氣帽4，升氣帽4上方設(shè)置有限位裝置3，隔板6一端設(shè)有凹陷的集水槽11，集水槽11上連接有脫鹽水出口12；所述上層冷卻塔2上部側(cè)壁上設(shè)置有脫鹽水進(jìn)口10，脫鹽水進(jìn)口10與氨冷器24相連接，下層預(yù)冷塔16上部側(cè)壁上設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)口13，循環(huán)水進(jìn)口13與第二泵22相連接脫鹽水進(jìn)口10和循環(huán)水進(jìn)口13上連接有設(shè)于塔體7內(nèi)的噴水裝置9，將冷卻后的脫鹽水從脫鹽水進(jìn)口噴入上層冷卻塔2，與氣體交換熱量后從脫鹽水出口12排出，常溫循環(huán)水從循環(huán)水進(jìn)口13進(jìn)入下層預(yù)冷塔16；氣體從空氣進(jìn)口14進(jìn)入塔體7內(nèi)，先經(jīng)過下部常溫循環(huán)水加以冷卻清洗，再經(jīng)過低溫脫鹽水水進(jìn)一步冷卻后送至下一工段；氣體可以通過通氣管道5從下層預(yù)冷塔16進(jìn)入上層冷卻塔2，但由于升氣帽4的存在，可避免脫鹽水進(jìn)入下層預(yù)冷塔16，可以有效減少能耗，同時減少脫鹽水預(yù)冷器內(nèi)的低溫結(jié)垢量，防止堵塞通道，延長設(shè)備使用壽命。

所述噴水裝置9的結(jié)構(gòu)如圖4-6所示，包括連接主水管17、連接在主水管17上的第一支水管19和第二支水管18，第一支水管19上連接有上層布水管21，第二支水管18上連接有下層布水管20，，上層布水管和下層布水管均包括圓形的固定板和對稱設(shè)置在固定板上的的管道，同一固定板上的管道相互平行，所述上層布水管21與下層布水管20的管道軸線相互垂直。

與循環(huán)水進(jìn)口13相連接的噴水裝置9也可以為一層布水管。

本發(fā)明的工作過程為：（1）空氣通過空氣進(jìn)口14進(jìn)入雙層空冷塔的下層預(yù)冷塔16，循環(huán)水對空氣進(jìn)行清洗冷卻，循環(huán)水通過水排出口15排出；（2）空氣經(jīng)過清洗后進(jìn)入通氣管道5以及通氣管道5和升氣帽4之間的間隙進(jìn)入上層冷卻塔2內(nèi)，低溫脫鹽水對空氣進(jìn)一步冷卻，噴水裝置9為雙層布水管結(jié)構(gòu)，噴灑更均勻，冷卻效果好，冷卻后的空氣經(jīng)過空氣出口1流出進(jìn)入下一工段。

如圖1所示，從脫鹽水總管來的脫鹽水依次進(jìn)入氮水塔25、第一泵23、氨冷器24和雙層空冷塔，對空氣進(jìn)行冷卻，冷卻后的脫鹽水形成閉式循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行冷卻，脫鹽水總管的脫鹽水根據(jù)氮水塔液位自調(diào)自動補(bǔ)水；循環(huán)水通過第二泵22進(jìn)入下層預(yù)冷塔16，對空氣加以冷卻清洗。本發(fā)明采用兩級分開冷卻，在低溫水冷卻系統(tǒng)采用脫鹽水閉路循環(huán)，避免了氨冷器24內(nèi)的低溫結(jié)垢，延長設(shè)備的使用壽命，減少停車次數(shù)，確保了空分裝置的運行周期，降低了預(yù)冷系統(tǒng)的運行成本和檢修費用，實現(xiàn)了節(jié)能降耗。