双层主冷的结构:* V+ V p& }: [, ?6 P
A:下塔气氮去主冷中心筒气氮腔
! j; I& M2 @' x2 L$ ~, R: F0 P; kB:中心筒气氮进板式氮侧* [: p7 b0 e4 n5 m' T
C:液氮去中心筒液氮腔
# n* ~9 X# P- T4 ?6 m, JD:不凝气引至主冷筒体外
7 ]' V9 O' G3 L: _3 ^# A; k8 }双层主冷一般由4个(或更多个)板式单元和中心筒、外筒等组成,中心筒气氮腔与下塔顶部连通,四个板式单元围绕中心筒呈十字形对称布置。每个板式单元的氧通道被分隔成上下两段,上端板式单元的两侧设置了横截面为梯形(或平底)的液氧槽,与板式单元一起构成上层主冷;下段板式单元与外筒一起组成下层主冷;主冷的氧液面指示设在下层主冷的筒体上。每个板式氮通道是连通的。# B3 m! q+ Q& d. P$ w0 W" i1 P
来自上塔底部接液盘的液氧,通过分流器罐入上层主冷液氧槽的一侧,槽内液氧通过下方的通道与另一侧液氧槽沟通,并进入板式单元的氧侧。液氧一部分蒸发,另一部分却从上层主冷溢流而下,使下层主冷的板式单元的底部进入氧侧,气氧从下段板式单元两侧上方出口流向上塔。该板式单元的氮侧仍为上下贯通,气氮由上封头处进入,冷凝液氮从下封头处流向中心筒液氮腔,不凝气排放点也设在下封头上。) B4 z6 K1 p) a! l2 _
双层主冷的优越性:5 {; z, [5 h' W$ z7 r1 p# ^
1、通过双层布置,同样的换热面积条件下,液氧液位约下降一半(由两个板式单元的高度降到了一个板式单元的高度);上下层主冷的底部液氧,其所受的液柱静相应减小,液氧平均沸腾温度随之下降,从而使主冷温差缩小、下塔压力降低,最终达到空压机排压下降,气量增加的目的。
& `& h4 l0 C1 V2 f2、板式单元中,每两个氮通道之间安排两个氧通道,即两个氧通道单独夹着一个氮通道,尤其是氧侧翅片的高度和节距均小于普通型的主冷的参数,从而形成独特的狭缝式结构,使主冷在强化换热的同时,又增加了板式单元的比表面积。# a3 D7 w) e4 M8 {# w8 G5 ~* ~
3、上层主冷的液氧在沸腾溢流过程中,同时对氧通道进行冲刷和清洗,使乙炔等杂质难以集聚;下层主冷仍采用全浸操作,因而可以认为,双层主冷的防爆措施要好于普通型主冷。
0 b& [( Q5 }6 E" ~$ l4 ~9 `8 l1 U1 j4、在正常运行时,氧液面在板式单元上端面以下范围内波动,对上层主冷的工况没有任何影响,这对稳定主塔及氩塔的工况,也是一个有利因素。 v* h! S8 `% q, Z, g: V
双层主冷的弊端:
) z4 f1 k0 e3 q }2 M/ q; T: z双层主冷在空分塔启动阶段出现液体的时间有所推迟,但这是正常的,原因是:上层主冷首先出现液体,但该处的液体无法计量显示,要等到上层主冷液体积满并外溢至下层主冷后,液面计才能接到差压信号。此外,由于下段板式单元的氮侧受到上段通道冷凝液的直接冷却,故下层主冷一旦出现液体,其以后的积液速度要明显加快。9 R3 m: Z6 |6 g1 v# n
可不可以做成三层或更多层,以此来更多地降低液位?
& h. C6 w A b% ?. W& `- ^双层主冷板式每层高度一般大约要大于等于2m,这是为了要保证氧通道的液体对碳氢化合物大地冲刷量,避免碳氢化合物在氧通道的集聚。
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