專利名稱：空分板翅型膜式主冷液體分布器的制作方法
技術領域：
本發明涉及冷凝蒸發器的液體分布器技術領域，具體涉及ー種空分板翅型膜式主冷液體分布器。
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。相對于浸浴式主冷，膜式主冷的傳熱溫差小，可降低下塔的壓力，傳熱系數K值明顯増大，節能效果顯著，而且膜式主冷的結構尺寸明顯減小，有利于運輸，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。
液體分布器是空分降膜式冷凝蒸發器的關鍵結構，其結構設計的優劣直接關系到液氧蒸發通道的布膜效果和主冷的換熱性能，進而影響生產能力、產品質量及設備壽命。衡量空分膜式主冷液體分布器結構優劣的標準主要有兩個一是各個蒸發通道內液氧流量的均勻性，ニ是單個蒸發通道內部的布膜效果，目前，對于空分膜式主冷液體分布器的結構設計方面，強調更多的是保證單個蒸發通道良好的布膜效果，但是，如果各個蒸發通道液氧流量不均勻，也很難得到良好的布膜效果，這就會影響到主冷的換熱性能，甚至會導致主冷安全問題。例如，各個蒸發通道液氧流量分布不均，可能導致某些蒸發通道液氧量過剩，而另一些蒸發通道液氧量過少出現干蒸發，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器的結構，保證均勻的液氧流量和良好的布膜效果，已經成為空分降膜式冷凝蒸發器的ー個重要的研究方向。
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膜式主冷液體分布器，具有各個蒸發通道內液氧流量均勻且單個蒸發通道內部的布膜效果好的特點。為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是—種空分板翅型膜式主冷液體分布器，包括交替順序排列的至少ー個第一豎直通道16和至少ー個第二豎直通道17，所述第一豎直通道16和第二豎直通道17通過兩側豎直隔板13隔開，所述第一豎直通道16包括設置在其頂端與液氧槽I相連接的封條15以及設置在封條15底部間隔預設空隙的貯氧槽12，在貯氧槽12下部一側開有出液孔11 ;所述第ニ豎直通道17包括設置在其頂端的與液氧槽I相連通的預分布結構2、設置在預分布結構2下方間隔預設空隙的ー級分布結構3、設置在ー級分布結構3下方間隔預設空隙的儲氧槽5以及儲氧槽5下部連接的ニ級分布結構6，其中，在儲氧槽5上部兩側隔板上沿寬度方向間隔設置有距離均勻的多個溢流孔4，所有溢流孔4處于同一水平高度。在所述貯氧槽12上方一側開有均壓孔14。
所述預分布結構2為開有通 孔的封條，固定于兩側豎直隔板13之間。所述ー級分布結構3和ニ級分布結構6均為水平布置的多孔型翅片或鋸型翅片，固定于兩側豎直隔板13之間。部件間的固定方式均為真空釬焊。該空分板翅型膜式主冷液體分布器的部件均采用鋁制導熱材料。一種降膜式冷凝蒸發器，采用上述所述的空分板翅型膜式主冷液體分布器。本發明和現有技術相比，具有如下有益效果I、本發明在各個儲氧槽上部兩側隔板上沿寬度方向間隔預設距離均勻設置多個溢流孔，所有溢流孔均處于同一水平高度，這種結構形式保證各個儲氧槽的液位高度一致，在重力的作用下，使進入各個蒸發通道的液氧流量均勻，這樣不僅可以獲得各個蒸發通道內良好的布膜效果，保證更好換熱通道傳熱效果，提高生產能力和產品質量，還可以有效的改善主冷安全問題；2、在各個貯氧槽上方一側開有均壓孔，均壓孔與外部空間連通，從而使各個貯氧槽和儲氧槽內的壓カ穩定，保證出液孔良好的出流效果和溢流孔良好的溢流效果。
圖I為本發明液體分布器的結構示意圖。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，本發明涉及一種空分板翅型膜式主冷液體分布器，包括交替順序排列的至少ー個第一豎直通道16和至少ー個第二豎直通道17，所述第一豎直通道16和第二豎直通道17通過兩側豎直隔板13隔開，所述第一豎直通道16包括設置在其頂端與液氧槽I相連接的封條15，以及設置在封條15下方間隔預設空隙的貯氧槽12，在貯氧槽12的下部一側開有出液孔11，貯氧槽12底部和封條10相連接，封條10和導流片9相連接，導流片9底部與冷凝通道8相連通；所述第二豎直通道17包括設置在其頂端的與液氧槽I相連通的預分布結構2、設置在預分布結構2下方間隔預設空隙的ー級分布結構3、設置在ー級分布結構3下方間隔預設空隙的儲氧槽5、和儲氧槽5下部連接的ニ級分布結構6以及和ニ級分布結構6下方相連通的蒸發通道7，其中，在儲氧槽5上部兩側隔板13上間隔設置有距離均勻的多個溢流孔4，所有溢流孔4均處于同一水平高度。優選的，在貯氧槽12上方一側開有均壓孔14。優選的，預分布結構2為開有通孔的封條，真空釬焊于兩側豎直隔板13頂端。優選的，ー級分布結構3和ニ級分布結構6均為水平布置的多孔型翅片或鋸齒型翅片，真空釬焊于兩側豎直隔板13之間。優選的，蒸發通道7和冷凝通道8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13之間。優選的，該空分板翅型膜式主冷液體分布器的部件均采用鋁制導熱材料。本發明的工作原理為來自液氧槽I的液氧經過預分布結構2和ー級分布結構3的初分布之后進入儲氧槽5，在儲氧槽5上部兩側隔板上間隔設置有距離均勻的多個溢流孔4，所有溢流孔4均處于同一水平高度，g在保證各個儲氧槽5的液位高度相同，在重力的作用下，使進入各個蒸發通道7的液氧流量均勻，儲氧槽5里的液氧經過ニ級分布結構6的再分布之后，進入蒸發通道7，與冷凝通道8的氣氮一起并流向下進行間接換熱。從溢流孔
4流出的液氧進入貯氧槽12，各個貯氧槽12的液氧經出液孔11由液氧集管23匯集后，與從蒸發通道7流出的液氧一起經液氧泵20繼續參與循環，或者被直接被作為產品氧輸出。圖2為本發明涉及的低溫空分雙塔設備簡圖，包括上塔26、下塔19，上塔26是低壓塔，下塔19是高壓塔，本發明所涉及的主冷凝蒸發器18置于上塔26的底部，液氧集管23通過出液孔11與各個貯氧槽12的底部相連通，氣氮封頭24通過導流片9與冷凝通道8的頂部相連通，液氮封頭25與冷凝通道8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，一種是再循環型冷凝蒸發器，另ー種是一次通過型冷凝蒸發器。對于再循環型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19，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26，在上塔26低溫精餾分離成氮和氧的產物。來自液氧槽I的液氧經過預分布結構2和ー級分布結構3的初分布后進入儲氧槽5，由于溢流孔4的溢流作用，使儲氧槽5具有相同的液位高度，儲氧槽5里的液氧經過ニ級分布結構6的再分布之后，進入蒸發通道7并在其內部進行均勻布膜，同時，來自下塔19頂部的氣氮經氣氮封頭24進入導流片9，經過導流片9的均勻分布后進入冷凝通道8，這樣，蒸發通道7里的液氧就與冷凝通道8里的氣氮一起并流而下進行間接換熱。在蒸發通道7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26繼續參與精餾過程，而從蒸發通道7出來的未被蒸發的液氧流入主冷凝蒸發器18的下方，同時，各個貯氧槽12的液氧經出液孔11由液氧集管23匯集后也流入主冷凝蒸發器18的下方，在這里與從蒸發通道流出的液氧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。另ー方面，從冷凝通道8底部流出的液氮經液氮封頭25匯集后，一部分進入下塔19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18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
1.一種空分板翅型膜式主冷液體分布器，包括交替順序排列的至少ー個第一豎直通道(16)和至少ー個第二豎直通道(17)，所述第一豎直通道(16)和第二豎直通道(17)通過兩側豎直隔板(13)隔開，其特征在于所述第一豎直通道(16)包括設置在其頂端與液氧槽(I)相連接的封條(15)以及設置在封條(15)底部間隔預設空隙的貯氧槽(12)，在貯氧槽(12)下部一側開有出液孔(11);所述第二豎直通道(17)包括設置在其頂端的與液氧槽(I)相連通的預分布結構(2)、設置在預分布結構(2)下方間隔預設空隙的ー級分布結構(3)、設置在ー級分布結構(3)下方間隔預設空隙的儲氧槽(5)以及儲氧槽(5)下部連接的ニ級分布結構(6)，其中，在儲氧槽(5)上部兩側隔板上沿寬度方向間隔設置有距離均勻的多個溢流孔(4)，所有溢流孔(4)處于同一水平高度。
2.根據權利要求I所述的空分板翅型膜式主冷液體分布器，其特征在于在所述貯氧槽(12)上方一側開有均壓孔(14)。
3.根據權利要求I或2所述的空分板翅型膜式主冷液體分布器，其特征在于所述預分布結構(2)為開有通孔的封條，固定于兩側豎直隔板(13)之間。
4.根據權利要求I或2所述的空分板翅型膜式主冷液體分布器，其特征在于所述ー級分布結構(3)和ニ級分布結構(6)均為水平布置的多孔型翅片或鋸型翅片，固定于兩側豎直隔板(13)之間。
5.根據權利要求I或2所述的空分板翅型膜式主冷液體分布器，其特征在于部件間的固定方式均為真空釬焊。
6.根據權利要求I或2所述的空分板翅型膜式主冷液體分布器，其特征在于該空分板翅型膜式主冷液體分布器的部件均采用鋁制導熱材料。
7.一種降膜式冷凝蒸發器，其特征在于采用權利要求I至6任一項所述的空分板翅型膜式主冷液體分布器。
全文摘要
一種空分板翅型膜式主冷液體分布器，包括預分布結構、一級分布結構、二級分布結構、儲氧槽、貯氧槽、溢流孔、出液孔和均壓孔，由預分布結構和一級分布結構實現對液氧的初分布，由二級分布結構實現對液氧的再分布，在儲氧槽上部兩側隔板上沿寬度方向間隔預設距離均勻設置多個溢流孔，所有溢流孔處于同一水平高度，在各個貯氧槽底部一側開有出液孔，在各個貯氧槽上方一側開有均壓孔；這種結構形式可以保證進入各個蒸發通道的液氧流量均勻，獲得蒸發通道內部良好的布膜效果，進而提高主冷凝蒸發器的傳熱性能，還可以有效改善主冷安全問題。
文檔編號F25J3/04GK102650491SQ20121014403
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