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(xiàn)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(fù)熱至常溫,。
主換熱器流道布置主要采用復(fù)疊布置,即一層熱流對應(yīng)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(yīng)一層冷流。如何布置流道還是應(yīng)該根據(jù)具體情況來確定,。在通道排布時,,應(yīng)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(xiàn)一個芯體中冷熱不均的現(xiàn)象。這里需要注意的是空分設(shè)備開車啟動時,,返流氧氣,、氮氣還未產(chǎn)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(yīng)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(cè)采用換熱系數(shù)大,、低而疏的鋸齒形翅片,氣側(cè)則采用高而密的鋸齒形翅片,。由于空分設(shè)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(chǎn)制造,。
3.冷凝燕發(fā)器冷凝蒸發(fā)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(fā),,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(fā)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(chǎn)的空分設(shè)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(shè)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(shè)備中主冷的典型結(jié)構(gòu)進行了介紹和總結(jié),,并重點介紹了杭氧與西安交通大學(xué)合作開發(fā)的狹縫微膜雙層冷凝蒸發(fā)器,。
板翅式主冷的兩側(cè)均為相變換熱,換熱系數(shù)較大,,故采用翅片高度相對小的多孔形翅片,。液氧蒸發(fā)通道上下兩端敞開,液氧蒸發(fā)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(dǎo)出??紤]到液氧操作的安全性,,液氧側(cè)采用全浸方式并采用較大的翅片節(jié)距。
4.制妞系統(tǒng)各換熱器
帶氫系統(tǒng)的空分設(shè)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(fā)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(jīng)節(jié)流進人粗氫冷凝器蒸發(fā),。板式芯體通常為1個單元,,其中液空蒸發(fā)通道上下兩端敞開,粗氫氣由粗氨塔頂部經(jīng)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(fā)通道為錯流或逆流單疊布置方式。
6.粗妞液化器
根據(jù)工藝流程的不同,,有時需設(shè)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(fā),從粗氫冷凝器粗氫側(cè)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(fā)通道翅片尺寸規(guī)格為6.決沂即x1.7mmxQZ”m;粗氫氣冷凝通道翅片尺寸規(guī)格為6.35mmx2.Ommx0.2mm,,粗氫氣冷凝通道與液氮蒸發(fā)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(fā),。板式芯體通常為l個單元,,其中液氮蒸發(fā)通道上下兩端敞開,純氫氣由精氫塔頂部經(jīng)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(fā)通道為逆流單益布置方式,。
8.精妞燕發(fā)舒
精氫蒸發(fā)器位于精氛塔底部,將精氛塔底部的液氫蒸發(fā),,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(fā)通道上下兩端敞開,,精氫氣冷凝通道與液氮蒸發(fā)通道為逆流單盛布置方式。