板翅式換熱器的甚本元件主換熱器
主換熱器的作用是實現作為原料氣的空氣、增壓空氣和氧氣、氮氣、污氮氣等返流氣體之間的熱交換??諝庥沙乩鋮s到1OOK左右,增壓空氣由常溫冷卻至膨脹機前溫度,各返流氣體由低溫復熱至常溫。
主換熱器流道布置主要采用復疊布置,即一層熱流對應兩層冷流。但在特殊情況下(如高壓流體或有相變的情況下),也可以不必嚴格遵循熱、冷通道1:2的比例。某些高壓熱流或有相變的冷流可以采用單益布置,即一層熱流對應一層冷流。如何布置流道還是應該根據具體情況來確定。在通道排布時,應考慮各流體在芯體中盡可能均勻、分散地排布。在整體熱平衡的前提下,兼顧局部的熱平衡,避免出現一個芯體中冷熱不均的現象。這里需要注意的是空分設備開車啟動時,返流氧氣、氮氣還未產生,只有返流污氮氣能夠提供冷量。為了加快啟動速度,使增壓空氣盡快降溫進人透平膨脹機,理論上可將污氮氣布置在增壓空氣的旁邊,但還是應該注意綜合考慮局部熱平衡狀況,在合適的情況下多采用這樣布置。
2.液空液氮過冷器
液空液氮過冷器是利用冷流氮氣、污氮氣使液空、液氮等過冷,以減少汽化率,增加上塔回流,改善精餾工況。一般液側采用換熱系數大、低而疏的鋸齒形翅片,氣側則采用高而密的鋸齒形翅片。由于空分設備等級提高致使板翅式換熱器尺寸加大,也可選用其他類型翅片,從而在不加大阻力的情況下減小芯體截面尺寸,方便了生產制造。
3.冷凝燕發器冷凝蒸發器(以下簡稱:主冷)的作用是使下塔頂部氮氣冷凝,上塔底部液氧蒸發,以提供下塔的回流和上塔的上升蒸汽。杭氧主要采用的主冷形式為:與上、下塔連接整體的冷凝燕發器,換熱器單元一般采用星形單層布置,方便與精餾塔組裝。在需要較大換熱面積時,會采用立式雙層的形式。隨著杭氧生產的空分設備等級不斷提高,板翅式換熱器尺寸也不斷增加,立式單層甚至雙層都已無法滿足要求。考慮運輸極限,近年一些特大型空分設備的主冷已開始采用臥式。除以上形式外,還有高熱流管殼式主冷和膜式主冷等形式,有文獻對大型空分設備中主冷的典型結構進行了介紹和總結,并重點介紹了杭氧與西安交通大學合作開發的狹縫微膜雙層冷凝蒸發器。
板翅式主冷的兩側均為相變換熱,換熱系數較大,故采用翅片高度相對小的多孔形翅片。液氧蒸發通道上下兩端敞開,液氧蒸發形成上塔的上升蒸汽。氮氣由下塔頂部引出進人芯體單元,冷凝液氮在芯體下部的封頭匯集由出口管導出??紤]到液氧操作的安全性,液氧側采用全浸方式并采用較大的翅片節距。
4.制妞系統各換熱器
帶氫系統的空分設備除了主換熱器、主冷和過冷器外,還包括粗氫冷凝器、粗氫液化器、精姐冷凝器和精氫蒸發器等換熱器。
5.粗妞冷凝艦
粗氫冷凝器位于粗氮塔頂部,將粗氫塔上部氫含量為%%左右的粗缸氣冷凝;從下塔底部抽出的液空經節流進人粗氫冷凝器蒸發。板式芯體通常為1個單元,其中液空蒸發通道上下兩端敞開,粗氫氣由粗氨塔頂部經過橋管和上封頭進人板式單元,冷凝成的液氫再回流到最上一塊塔板上參與精餾。粗氫氣冷凝通道與液空蒸發通道為錯流或逆流單疊布置方式。
6.粗妞液化器
根據工藝流程的不同,有時需設置粗氫液化器。從精氫冷凝器中抽出的部分液氮進人粗氫液化器進行蒸發,從粗氫冷凝器粗氫側中抽出的部分不凝性氣體進人粗氫液化器進行再度冷凝,冷凝后的粗液氫進人精氫塔。板式芯體通常為1個單元,其中液氮蒸發通道翅片尺寸規格為6.決沂即x1.7mmxQZ”m;粗氫氣冷凝通道翅片尺寸規格為6.35mmx2.Ommx0.2mm,粗氫氣冷凝通道與液氮蒸發通道為單處布方式。
7.精盆冷凝器
精叔冷凝器位于精氫塔頂部,將精氫塔上部純氫氣冷凝液化;來自主冷的液氮蒸發。板式芯體通常為l個單元,其中液氮蒸發通道上下兩端敞開,純氫氣由精氫塔頂部經橋管和上封頭進人板式單元,冷凝成的液氫再回流到最上一塊塔板參與精餾。精氫氣冷凝通道與液氮蒸發通道為逆流單益布置方式。
8.精妞燕發舒
精氫蒸發器位于精氛塔底部,將精氛塔底部的液氫蒸發,來自下塔的氮氣冷凝液化。板式芯體通常為,個單元,其中液氫蒸發通道上下兩端敞開,精氫氣冷凝通道與液氮蒸發通道為逆流單盛布置方式。