專利名稱：移動式空氣分離設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及空氣分離設備或者空分設備(ASP)，尤其涉及能夠根據需要運送到不同地點并且在現場組裝且使用的移動式空氣分離設備。
背景技術：
空氣分離設備是指利用 空氣中各組分的物理性質的不同而采用低溫液化、吸附、膜分離等各種方法從空氣中分離出氧氣和氮氣以及可能還有氦氣、氬氣等稀有氣體的設備。典型的空氣分離設備是利用低溫精餾原理分離空氣的設備，這種設備通常包括由中壓塔和低壓塔構成的低溫精餾塔，在該低溫精餾塔中可以產生低溫的液氧或液氮。這種塔式空氣分離設備通常具有非常大的體積并且需要很大的占地面積。例如，一個精餾塔可能具有高達數米的寬度以及數十米的高度。因此，這種大型空氣分離設備通常固定設置在專門的工廠中。對于不便到達的偏遠地區或者短時間內需要大量氧或氮產品的場合而言，能夠在現場直接進行空氣分離并由此在現場持續供應氧或氮等產品將是有利的。為此，已經出現了移動式空氣分離設備，例如移動式制氮車，以便滿足位于例如沙漠或海洋平臺等偏遠地區的用戶的連續用氣需求。然而，由于空氣分離設備本身的技術限制，已有的移動式空氣分離設備生產能力非常有限，通常難以達到工業級別的產量要求。特別地，在常規低溫精餾型空氣分離設備中，為了保證低溫環境并且由此確保其中的裝置和管道的正常運行，低溫精餾塔的外周一般設置有絕熱外套，也稱為“冷箱”。通常，低溫精餾塔的冷箱是通過圍繞該精餾塔松散地填充珠光砂顆粒形成的。盡管珠光砂具有良好的隔熱性能，但要實現恰當的隔熱保冷，經常需要圍繞精餾塔填充厚達一米的珠光砂。然而，在整個精餾塔的尺寸確定的情況下，冷箱的厚度越大，精餾塔中用于生產液氧或液氮的空間就越小，從而限制了設備的生產能力。另外，這種通過填充珠光砂形成的冷箱在檢修時需要將珠光砂全部卸出。這種卸出作業難度高且風險大。
實用新型內容本實用新型旨在解決上述問題，并且提供一種具有工業級別的生產能力的移動式空氣分離設備。具體地說，本發明提供了一種移動式空氣分離設備，該移動式空氣分離設備包括暖端卡車和低溫卡車，該暖端卡車上裝載有彼此流體連接的空氣壓縮機單元和空氣純化單元，該低溫卡車上裝載有彼此流體連接的換熱器單元以及低溫精餾單元，該暖端卡車上的空氣純化單元能與該低溫卡車上的換熱器單元在現場流體連接以形成空氣分離系統，其特征在于，該低溫精餾單元的外周包圍有相互重疊的多個珠光砂板層。這種空氣分離設備可以方便地運送到期望的地點，并且能在很短的時間例如不到一周的時間內組裝并投入運行。
下面將參照附圖詳細說明本實用新型的優選實施例，在附圖中圖I示出由本實用新型的移動式空氣分離設備構成的空氣分離系統的示意圖；圖2示出根據本實用新型優選實施例的空氣分離設備的部件示意圖；圖3示出本實用新型的空氣分離設備的冷箱的細部結構；以及圖4為低溫卡車的局部視圖，其中示出垂直度調節裝置。
具體實施方式圖I中示出可以由本實用新型的移動式空氣分離設備形成的空氣分離系統的示意圖，該空氣分離系統為低溫精餾型空氣分離系統。如圖中所示出的，在運行中，原料空氣首先進入空氣壓縮機單元110例如主壓縮機內，并在該壓縮機單元中被壓縮形成加壓空氣。隨后，該加壓空氣通過管道111、121到達空氣純化單元120，以便除去雜質例如水分和二氧化碳。接下來，已凈化的加壓空氣經由管道122流到換熱器單元220的熱端。通過換熱器單元220的熱交換作用，所述已凈化的加壓空氣被冷卻到其露點，并以氣態形式從該換熱器單元220的冷端經由管道221流入低溫精餾塔單元210的底部。在低溫精餾塔單元210中，處于低溫的空氣在精餾后轉變成液氧和液氮。例如，對于如圖所示的雙塔型精餾塔單元來說，在中壓塔的底部形成液氧，該液氧通過管道211輸出到換熱器單元220的冷端，復熱后成為供給用戶的氧氣產品。參見圖2并結合圖1，作為移動式空氣分離設備，上述空氣分離系統中的空氣壓縮機單元110和空氣純化單元120裝載在暖端卡車100上(在圖I中由左側的虛線框示意性示出)，而換熱器單元220和低溫精餾塔單元210則裝載在低溫卡車200上(在圖I中由右側的虛線框示意性示出)。從而，這些用于空氣分離的單元可以被方便地運輸到任何期望的地點，并且可以在現場通過管道111、121、122、221、211順次連接以便形成低溫精餾型空氣分離系統。在此，應當指出，所述管道可以為柔性管道。回到圖1，根據本實用新型的一個主要特征，低溫精餾塔單元210的冷箱2111由圍繞精餾塔設置的多個板層構成，所述板層由珠光砂(膨脹珍珠巖)材料制成并且布置成相互重疊，如圖3所示。這樣，與通過松散地填充珠光砂顆粒形成的已知冷箱相比，在提供同樣的隔熱能力的情況下，冷箱的厚度可以減少將近三分之一。從而，對于同樣尺寸和/或重量的精餾塔而言，本實用新型的冷箱使得精餾塔中可用于進行空氣分離的空間更大，由此提高了空氣分離設備的生產力，使得實現工業級別的生產能力成為可能；或者，對于同樣的生產力而言，這種冷箱可以減小空氣分離設備的尺寸和/或重量，由此降低了運輸成本。本實用新型的移動式空氣分離設備的另一特征在于不需要公共設施的供應，尤其是不需要來自公共電網的高壓電以及來自公共水網的冷卻水。為此，優選該空氣分離設備的主壓縮機為柴油壓縮機，這樣，通過使用可隨空氣分離設備一起運輸的柴油作為動力，避免了對公共電的依賴。另外，空氣壓縮機單元優選包括多級壓縮機，這樣，可以對原料空氣進行逐級式地絕熱壓縮，由此可以省略常規壓縮方式所必須的中間冷卻器，進而避免了冷卻水的使用。仍參見圖1，優選地，本實用新型的移動式空氣分離設備還包括流體地連接在空氣壓縮機單元110和空氣純化單元120之間的附加換熱器單元130。如圖所示，該附加換熱器單元130在其熱端與來自空氣壓縮機單元110的管道111連接，以便接納已壓縮的原料空氣并預冷卻該原料空氣；在其冷端，該附加換熱器單元130通過管道121連接到空氣純化單元120，以將預冷卻的空氣送入該單元120進行純化。有利地，該附加換熱器單元130包括板翅式換熱器，該板翅式換熱器流體連接在空氣壓縮機單元與空氣純化單元之間，這種板翅式換熱器集合了壓縮機后冷卻器以及再生換熱器的功能，由此完全避免了對冷卻水的需求。有利地，為了方便運輸，該移動式空氣分離設備的低溫精餾塔單元210在移動運輸過程中可以平放在低溫卡車200上。在這種情況下，如圖2所示，優選使低溫精餾塔單元210的底部通過鉸接點250與低溫卡車200的車體鉸接連接，以便有利于在現場組裝時升起成豎立狀態。可以理解，對于低溫精餾塔來說，精餾塔的垂直度會影響從該塔獲得的液氧和/或液氮的純凈度。因此，本實用新型的移動式空氣分離設備優選包括用于調節精餾塔的垂直度的垂直度調節裝置。如圖4所示(其中低溫精餾塔單元210已經處于豎立狀態)，該垂直度調節裝置包括設置在低溫卡車兩側(圖中僅一側可見)的支腿(支架，托座)230，所述支腿230可以在設備的移動運輸過程中收回一例如收回到低溫卡車的車體底側，并且在現場組裝時伸出以便支承低溫卡車200以及其上裝載的低溫精餾塔單元210。所述支腿230的 高度(長度)可以調節，以便于調節低溫卡車200的垂直狀態，從而實現對低溫精餾塔單元210的垂直度的調節。
權利要求1.一種移動式空氣分離設備，包括暖端卡車和低溫卡車，該暖端卡車上裝載有彼此流體連接的空氣壓縮機単元和空氣純化単元，該低溫卡車上裝載有彼此流體連接的換熱器單元以及低溫精懼單元，該曖端卡車上的空氣純化單元與該低溫卡車上的換熱器單元在現場流體連接以形成空氣分離系統，其特征在于，該低溫精餾單元的外周包圍有相互重疊的多個珠光砂板層。
2.根據權利要求I所述的移動式空氣分離設備，其特征在于，所述壓縮機単元包括使用柴油機的多級壓縮機。
3.根據權利要求I所述的移動式空氣分離設備，其特征在于，還包括板翅式換熱器單元，該板翅式換熱器単元流體連接在所述空氣壓縮機単元與所述空氣純化單元之間。
4.根據權利要求I所述的移動式空氣分離設備，其特征在于，所述低溫卡車還包括設置在該低溫卡車兩側的垂直度調節裝置，該垂直度調節裝置包括可收回并且高度可調節的支腿。·
專利摘要本實用新型公開了一種移動式空氣分離設備，該設備包括暖端卡車和低溫卡車，該暖端卡車上裝載有彼此流體連接的空氣壓縮機單元和空氣純化單元，該低溫卡車上裝載有彼此流體連接的換熱器單元以及低溫精餾單元，該暖端卡車上的空氣純化單元能與該低溫卡車上的換熱器單元在現場流體連接以形成空氣分離系統，其特征在于，該低溫精餾單元的外周包圍有相互重疊的多個珠光砂板層。這種空氣分離設備具有工業級的生產能力，并且能在很短的時間內組裝并投入應用。
文檔編號F25J3/04GK202420114SQ20112047989
公開日2012年9月5日 申請日期2011年11月28日 優先權日2011年11月28日
發明者N·富瓦里安, P·麥利諾, R·庫爾茨 申請人:液化空氣(杭州)有限公司