專利名稱：空分板翅型降膜式冷凝蒸發器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種降膜式冷凝蒸發器，具體涉及ー種空分板翅型降膜式冷凝蒸發器。
背景技術：
在低溫空分設備的精餾系統中，冷凝蒸發器是聯系上下塔的關鍵換熱設備，其結構和傳熱性能對空分裝置的能耗、分離效率及資金投入有直接的影響。傳統的冷凝蒸發器一般是浸浴式冷凝蒸發器，這種冷凝蒸發器整體浸泡在液氧中，導致浸浴式冷凝蒸發器 底部的壓カ大，頂部的壓カ小，這樣，底部的液氧可以依靠壓頭以熱虹吸的方式沿蒸發通道被抽送到頂部，同時與冷凝通道里自上而下的氣氮進行間接換熱。其缺點是蒸發通道底部的液氧處于過冷狀態，導致傳熱溫差較大，并且在蒸發前需要升溫而占用一部分換熱面積，這就降低了浸浴式冷凝蒸發器的傳熱效率。為了解決浸浴式冷凝蒸發器存在的問題，相關專家提出了降膜式冷凝蒸發器，這種冷凝蒸發器不是浸泡在液氧中，而是液氧在重力作用下從蒸發通道的頂部流動到底部，同時與冷凝通道里自上而下的氣氮進行間接換熱，其優點是不會有過冷液氧的存在，這不僅可以降低液氧的飽和沸點，減小傳熱溫差，也可以節省換熱面積，從而使傳熱系數明顯增大，降膜式冷凝蒸發器還可以降低下塔的壓力，節省了動力，因此，降膜式冷凝蒸發器被越來越多的應用于空分換熱設備中。值得重視的是，空分降膜式冷凝蒸發器還要具有性能良好的液體分布裝置，其設計不僅要保證各個蒸發通道內液氧流量的均勻性，而且要使單個蒸發通道內部具有良好的布膜效果。因為各個蒸發通道液氧流量分配不均或者單個蒸發通道內布膜不均，會直接影響冷凝蒸發器的傳熱性能，還會導致某些蒸發通道出現干蒸發，液氧中的N2O等會在蒸發通道的壁面上析出，進而堵塞通道引起碳氫化合物濃縮、析出、積聚，増大了爆炸危險性，因此合理設計液體分布裝置的結構至關重要。
發明內容
為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種空分板翅型降膜式冷凝蒸發器，它的結構簡單、加工方便，解決了現有的浸浴式冷凝蒸發器傳熱性能低的技術問題，得益于良好的液體分布器裝置，使本發明空分板翅型降膜式冷凝蒸發器具有良好的布膜效果，增強了本發明空分板翅型降膜式冷凝蒸發器的傳熱性能，并且有效改善了主冷安全問題。為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是一種空分板翅型降膜式冷凝蒸發器，包括液氧槽I以及置于液氧槽I下方的交替排列的至少ー個第一豎直通道7和至少ー個第二豎直通道8，所述第一豎直通道7和第二豎直通道8通過豎直隔板6隔開，所述液氧槽I底部為水平設置的間隔有槽縫2的T型擋板
3;所述第一豎直通道7從上到下包括依次相連接的上封條14、支撐片13、下封條12以及依次相連通的氣氮導流片11、冷凝通道10和液氮導流片9 ;所述第二豎直通道8從上到下是相互連通的開孔阻擋片4和蒸發通道5，開孔阻擋片4上部通過槽縫2與液氧槽I相連通。所述開孔阻擋片4為水平設置的鋸齒型或多孔型翅片，固定于兩側豎直隔板6之間所述蒸發通道5和冷凝通道10內部是沿通道長度方向設置的多孔型翅片，固定于兩側豎直隔板6之間。部件間的固定方式均為真空釬焊。該空分板翅型降膜式冷凝蒸發器的部件均采用鋁制導熱材料。本發明和現有技術相比，具有如下有益效果本發明降膜式冷凝蒸發器傳熱溫差小，傳熱系數大，節省換熱面積，降低下塔的壓力，節省了動力，得益于本發明的液體分布裝置，來自液氧槽I的液氧通過T型擋板3的初分布，可以緩沖液氧面波動對液氧分配的影響，保證各個蒸發通道5內液氧流量的均勻性，再經過開孔阻擋片4的再分布，保證了單個蒸發通道5內部良好的布膜效果，從而使本發明更好的發揮了降膜式冷凝蒸發器傳熱溫差小、傳熱系數大、節省動カ的優勢，同時可以有效改善主冷安全問題。
圖I為本發明板翅型降膜式冷凝蒸發器的結構示意圖。圖2為本發明涉及的低溫空分雙塔設備簡圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作更詳細的說明。如圖I所示，本發明ー種空分板翅型降膜式冷凝蒸發器，其結構主要包括液氧槽
I、槽縫2、T型擋板3，以及按交替順序排列的至少ー個第一豎直通道7和至少ー個第二豎直通道8，所述第一豎直通道7和第二豎直通道8通過豎直隔板6隔開，所述液氧槽I為ー個頂部敞ロ的長方形箱體，底部為水平設置的間隔有槽縫2的T型擋板3 ;所述第一豎直通道7從上到下包括依次相連接的封條14、支撐片13、封條12以及依次相連通的氣氮導流片
II、冷凝通道10和液氮導流片9;所述第二豎直通道8從上到下是相互連通的開孔阻擋片4和蒸發通道5，開孔阻擋片4上部通過槽縫2與液氧槽I相連通。優選的，開孔阻擋片4為水平設置的鋸齒型或多孔型翅片，真空釬焊于兩側豎直隔板6之間，以促進對液氧的均勻分布。優選的，蒸發通道5和冷凝通道10內部是沿通道長度方向設置的多孔型翅片，真空釬焊于兩側豎直隔板6之間，以促進傳熱。優選的，該空分板翅型降膜式冷凝蒸發器的部件均采用鋁制導熱材料，使本發明既具有良好的機械性能又具有良好的傳熱性能。本發明的工作原理為液氧槽I里的液氧經過T型擋板3的初分布和開孔阻擋片4的再分布以后，進入蒸發通道5進行均勻布膜，同時，來自下塔的高壓氣氮經過氣氮導流片11的均勻分布之后進入冷凝通道10，與蒸發通道5內的液氧一起并流向下進行間接換熱，冷凝通道10底部的冷凝液氮由液氮導流片9匯集，再通過液氮封頭19送出，蒸發通道5底部未被蒸發的液氧經由液氧泵20送出。圖2為本發明涉及的低溫空分雙塔設備簡圖，包括上塔15、下塔16，上塔15是低壓塔，下塔16是高壓塔，本發明降膜式冷凝蒸發器置于上塔15的底部，氣氮封頭18通過導流片11和冷凝通道10的頂部相連通，液氮封頭19通過液氮導流片9和冷凝通道10的底部相連通。空分降膜式冷凝蒸發器在運行方式上分為兩種，一種是再循環型降膜式冷凝蒸發器，另ー種是一次通過型降膜式冷凝蒸發器。對于再循環型降膜式冷凝蒸發器所在的低溫空分裝置，其工作原理為進料空氣進入下塔16，在這里低溫精餾分離成富氮蒸氣和富氧液體，二者再被送入上塔15，在上塔15低溫精餾分離成氮和氧的產物。來自液氧槽I的液氧經過T型擋板3和開孔阻擋片4的分布后進入蒸發通道5并在其內部進行均勻布膜，同時，來自下塔16頂部的氣氮經氣氮封頭18進入氣氮導流片11，經過氣氮導流片11的均勻分布后進入冷凝通道10，這樣，蒸發通道5里的液氧就與冷凝通道10里的氣氮一起并流而下進行間接換熱。在蒸發通道5內部蒸發得到的氣氧一部分作為氣體產品在塔外被收集，大部分進入上塔15繼續參與精餾過程，而從蒸發通道5出來的未被蒸發的液氧流入冷凝蒸發器17的下方，匯集之后一起被送入液氧泵20，從液氧泵20流出的液氧一部分經過流量調節閥22被送入液氧槽I繼續參與循環，在此旁通閥21也起到了流量控制的作用，另一部分作為產品液氧加以回收。另一方面，從冷凝通道10底部流出的液氮，經液氮導流片9匯集通過液氮封頭19流出，一部分進入下塔16作為回流，另一部分可以作為產品液氮回收。對于一次通過型降膜式冷凝蒸發器所在的低溫空分裝置，類同于一次再循環型降 膜式冷凝蒸發器所在的低溫空分裝置，區別在于一次通過型降膜式冷凝蒸發器所在的低溫空分裝置不包括矩形虛線內的旁通閥21，流量調節閥22及其所在的旁通回路和再循環回路，主冷凝蒸發器17下方匯集的液氧不再參與循環換熱，而是直接被液氧泵20作為產品氧輸出。
權利要求
1.一種空分板翅型降膜式冷凝蒸發器，包括液氧槽(I)以及置于液氧槽(I)下方的交替排列的至少ー個第一豎直通道(7)和至少ー個第二豎直通道(8)，所述第一豎直通道(7)和第二豎直通道(8)通過豎直隔板(6)隔開，其特征在于所述液氧槽(I)底部為水平設置的間隔有槽縫(2)的T型擋板(3);所述第一豎直通道(7)從上到下包括依次相連接的上封條(14)、支撐片(13)、下封條(12)以及依次相連通的氣氮導流片(11)、冷凝通道(10)和液氮導流片(9);所述第二豎直通道(8)從上到下是相互連通的開孔阻擋片(4)和蒸發通道(5)，開孔阻擋片(4)上部通過槽縫(2)與液氧槽(I)相連通。
2.根據權利要求I所述的空分板翅型降膜式冷凝蒸發器，其特征在于所述開孔阻擋片(4)為水平設置的鋸齒型或多孔型翅片，固定于兩側豎直隔板(6)之間。
3.根據權利要求I所述的空分板翅型降膜式冷凝蒸發器，其特征在于所述蒸發通道(5)和冷凝通道(10)內部是沿通道長度方向設置的多孔型翅片，固定于兩側豎直隔板(6)之間。
4.根據權利要求I所述的空分板翅型降膜式冷凝蒸發器，其特征在于部件間的固定方式均為真空釬焊。
5.根據權利要求I所述的空分板翅型降膜式冷凝蒸發器，其特征在于該空分板翅型降膜式冷凝蒸發器的部件均采用鋁制導熱材料。
全文摘要
一種空分板翅型降膜式冷凝蒸發器，包括液氧槽、槽縫、T型擋板，以及置于液氧槽下方的交替排列的至少一個第一豎直通道和至少一個第二豎直通道，液氧槽里的液氧經過T型擋板的初分布和開孔阻擋片的再分布以后，進入蒸發通道均勻布膜，與冷凝通道內的氣氮一起并流向下進行間接換熱；本發明降膜式冷凝蒸發器結構簡單，加工方便，傳熱性能好，并且具備性能良好的液體分布裝置，有效的改善了主冷安全問題。
文檔編號F25J5/00GK102650492SQ201210143928
公開日2012年8月29日 申請日期2012年5月10日 優先權日2012年5月10日
發明者劉景武, 厲彥忠, 宋欣, 徐才華, 王忠建, 賈金才, 馬明, 馬源, 魚劍琳 申請人:河南煤業化工集團研究院有限責任公司, 西安交通大學