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CN1118277A - 用于常压蒸馏的设备 - Google Patents

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Abstract

这种为组件设计且在现场易于运输和装配的设备包括：一个空气压缩机组(1)；两个用于由吸附作用净化空气的气缸(2A，2B)；一个常压蒸馏塔(5)；一个或两个框架(13，31)，其上安装有设备的其它元件的组件；热交换器(24，25)，冷却辅助装置(26，27)，加热辅助装置(14，17，18，19)，连接导管的组件和监测、控制及测量件(21，28)的组件；和用于连接设备的不同部分的管路系统(6)。该设备用于双塔常压蒸馏设备。

Description

用于常压蒸馏的设备
本发明涉及常压蒸馏的设备。
这些设备的设计必须满足不同特性的要求，例如在现场易于安装并且设备的元件便于运至工地，后者的方案选取由道路和铁路的最大间距而严格地限制。
已经提出了在工厂里预先装配除空气压缩机组和用于由吸附作用净化空气的气缸之外的所有设备元件的方案。因此，将现场的工作减至最少。但是，这种方案仅可适用于小型设备，并且只有在用于包括高度较低的蒸馏塔的设备，如仅生产氮的HPN(高纯度氮)设备时才真正地具有经济性。
本发明的目的在于提供一种在实际中可灵活地用于所用常压蒸馏设备的解决方案，即使是大型设备也适用。
为了达到这个目的，根据第一实施例，本发明提供了一种常压蒸馏设备，它包括：
(A)一个空气压缩机组，它的输出连接到一个输出接头上；
(B)两个用于由吸附作用净化空气的气缸，它们有输入/输出接头；
(C)一个第一框架，其上安装有：(a)位于压缩机下游的辅助装置，例如一个空气预冷装置；(b)用于净化气缸的辅助装置，例如一个阀装置和一个再生气体预热器；以及(c)用于所述辅助装置的连接管道和相应的监测、控制和测量件，所述连接管道带有安全装置以及自动和/或远程控制阀，如果需要的话，这些管道终止于用以连接设备的其它部分的接头。
(D)一个第二框架，其上装有：(d)主热交换器和过冷却器；(e)冷却辅助装置的装置，例如低温阀和视情况而定的低温泵及扩张叶轮机；以及(f)安装在第二框架上的元件的连接管道和相应的监测、控制和测量件，所述连接管道带有安全件以及自动和/或远程控制阀，这些管道视情况而定终止于用于连接设备的其它部分的接头，所述冷却部分是隔热的；
(E)一个常压蒸馏塔，它设有一定数量的用于流体输入及输出的接头；以及
(F)位于与设备的部件(A)至(E)相关联的接头之间的连接管道系统。
特别地是，每个框架可在位于其下部的一个横向凹槽内装有监测、控制和测量件的组件，这两个凹槽彼此面对且限定了一个操作者的工作站。
根据第二实施例，根据本发明的设备包括：
(A)一个空气压缩机组，它的输出连接到一个输出接头上；
(B)两个用于由吸附作用净化空气的气缸，它们有输入/输出接头，
(C)一个常压蒸馏塔，它设有一定数量的用于流体输入及输出的接头，
(D)一个框架，其上装有全部或几乎全部的设备的其它元件，并装有设有安全件和自动和/或远程控制阀的连接管道；这些管道视情况而定地终止于用于连接设备的其它部分的接头；以及
(E)位于与设备的部件(A)至部件(D)相关联的接头之间的连接管道系统。
特别地是，框架可在位于其下部的一个横向凹槽内装有监测、控制和测量件的组件。
另外，在上述两个实施例中的一个或另一个中，可采用以下特征：
-用于从塔中排出残余气体的导管安装在框架中，或至少安装在两个框架中的一个上；
-所有的连接管道系统都是直的；
-塔在真空下被隔离；
-所述塔是双层常压蒸馏塔，它包括一个由一低压塔所复盖的中压塔；
-净化气缸装在所述框架上，或至少装在两个框架中的一个上；
-空气压缩机组装在框架上，或至少装在所述的第一框架上。
现将参照附图描述本发明的几个实施例，图中：
图1示意地表示根据本发明的设备的第一实施例的俯视图；
图2是根据本发明的设备的第二实施例的模拟图；以及
图3是这些设备的组件的部分优选布置透视示意图。
图1所示的设备包括一个空气压缩组件或机组1；两个交替工作起吸附作用(干冰去除)的空气净化气缸2A，2B；一个加热组件3；一个致冷组件4；一个双层蒸馏塔5和一个直的连接组件6。
上述各组件仅示意地示出，但是实际上还有其它构造，并且它们之间的连接及相应的操作是经常会在双塔空气蒸馏设备中遇到的。因此，仅对组件1至6进行简单的描述。
因此，组件1包括设在基础7上的一台驱动主压缩机9的电机8和压缩机的中间冷却器10。冷却器的输出通向组件1的输入连通器11。
气缸2A，2B是传统的吸附作用气缸，每个气缸分别地设有两个连接件12A，12B。
组件3包括一个平行六面体的框架13，其中固定有设备的除压缩组件和净化气缸之外的“加热”元件的组件，这些“加热”元件是：压缩机的终级冷却器14，它与面对接头11设置的输入接头15相连；与冷却器14串联的冷却组17，用于再生吸附剂的气体预热器18，用于抽出塔内存留气体的导管19，该导管设有一消音器20。框架13上还固定有用于元件号14至20的进行监测、控制和测量的元件的组件，用件号21示意地表示这个组件。组件3还包括分别用于每个气缸2A，2B的两个接头22A，22B以及用于连接致冷组件4的管接头23，在本实施例中有3个这类的管接头。
组件4包括主热交换线路24，所述热交换线包括几个黄铜板形的平行六面体热交换器，一个过冷却器25，设备的辅助冷却装置，如低温泵26和叶轮机27，和用于元件号24至27的进行监测、控制和测量的元件的组件，所述组件由28示意地表示。组件4还包括热交换线的输入/输出接头29和用于连通蒸馏塔5的管接头30，接头29的数目与管接头23的相等且面对管接头23设置。件24至30的组件安装在一个平行六面体的框架31上。致冷部分的冷却部件组(交换器24和25、低温阀体、泵26、叶轮机27，等等)均是隔热的，例如用珠光体制成。
应该认识到，根据本发明的设备可以改变组件3和4的元件的类型和数目。另外，这些组件包括用于元件彼此相互连接的所有连接管道并带有相应的自动和/或远程控制阀。
蒸馏塔5是一个双层塔，它包括一个由一低压塔所复盖的中压塔并带有一个主汽化-冷凝器，该主气化一冷凝器在热交换中将气化物(氨)放在中压塔的头部并将液态物(氧)放在低压塔的底部。这个双层塔的重量比组件3和4的重量大许多，它在真空下由一圆柱形壁32隔离，从该壁中伸出其数量与接头30的数量相等的接头33并将这些接头33面向接头30设置。
申请人认为即使是对大型的设备而言，例如每天生产数十吨氧的设备和用于在压力下汽化液态氧的设备，也可用上述方式生产通常为平行六面体形的组件3和4，它们的外部尺寸允许用公路运输。
因此，足以在现场定位这些分组件1，2A，2B，3，4和5，然后用直管6连接相应的管接头。
如图2所示，对于相对而言为中型或小型的设备和/或简化设计的设备来说，也可将组件3和4连接成一个单一的可由陆路运输的组件103，该组件包含该设备运转所需的所有元件，它安装在一个设有所有接头15，22A，22B和30的平行六面体的框架113中，监测、控制及测量件的组件安装在该组件103的一侧，即121处。这样，这种组件在现场就比图1的情况更为简单。
如图3所示，组件3和4或103均可在其下部的一个表面上包括一个非常易于获得的隔间34，其内聚集了监测、控制和测量件21，18或121的组件。如图3所示，特别是在致冷组件4或单一的组件103中，热交换线路24可部分覆盖在过冷却器25上，部分覆盖在隔间34上。
另外，在图1所示的设备中，可在开放的且彼此面对的隔间中设置组件21和28并可在组件21和28之间，即在组件3和4之间设置一个工作站35，该工作站有直接通向设备的所有监测、控制和测量件的入口。
当然，该设备还包括各种与电流供应，冷却水相连的并在有辅助气体的情况下与辅助气体相连的通用装置，这种装置与上述组件的相应元件相连。
此外，特别是在设备的尺寸较小的情况下，可以预见到下述情况，即将净化气缸2A，2B安装在单一的框架上或至少安装在两个框架中的一个上，并且/或者可将压缩组1安装在单一的框架上或安装在“加热”的框架上。

Claims (10)

1.常压蒸馏设备，包括：
(A)一个空气压缩机组(1)，它的输出连通到一个输出接头(11)上；
(B)两个用于由吸附作用净化空气的气缸(2A，2B)，它们有输入/输出接头(12A，12B)；
(C)一个第一框架(13)，其上装有：(a)位于压缩机下游的辅助装置，诸如用以预冷空气的组件(14，17)；(b)净化气缸的辅助装置，诸如一个阀的组件和一个再生气体的预热器(18)；(c)上述辅助装置的连接管道和相应的监测、控制和测量件(21)，所述管道通常有安全件和它们的自动和/或远程控制阀，这些管道根据具体情况通至接头(15，22A，22B，23)，所述接头用以与所述设备的其它部分(1，2A，2B，4)连通；
(D)一个第二框架(31)，其上装有：(d)主热交换器(24)和过冷却器(25)；(e)冷却辅助装置的组件，例如低温阀及视具体情况而定的低温泵(26)和扩张叶轮机(27)；以及(f)用于连接安装在第二框架上的元件的管道和相应的监测、控制和测量件(28)，所述管通带有安全件和自动和/或远程控制阀，这些管道根据具体情况终止于用于连接所述设备的其它部分(3，5)的接头(29，30)，所述冷却部件是隔热的；
(E)一个常压蒸馏塔(5)，它设有一定数量的用于流体输入及输出的接头(33)；
(F)用于在与所述设备的部分(A)至(E)相关联的接头(11-15，12A-22A，12B-22B，23-29，30-33)之间进行连接的管(6)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，每个框架(13，31)均在位于其下部的一个横向凹槽内安装有监测、控制和测量件(21，28)的组件，这两个凹槽彼此相对且围绕一个操作者的工作站。
3.常压蒸馏设备，包括：
(A)一个空气压缩机组(1)，它的输出连接至一个输出接头(11)上；
(B)两个用于由吸附作用净化空气的气缸(2A，2B)，它们有输入/输出接头(12A，12B)；
(C)一个常压蒸馏塔(5)，它设有一定数量的用于流体输入及输出的接头(33)；
(D)一个框架(113)，其中装有全部或几乎全部的设备的其它元件，并带有这些元件的其上设有安全件和自动和/或远程控制阀的连接管道，这些管道根据具体情况终止于用于连接所述设备的其它部分(1，2A，2B，5)的接头(15，22A，22B，30)，所述冷却部分是隔热的；以及
(E)用于在与所述设备的部分(A)至部分(D)相关联的接头(11-15，12A-22A，12B一12B，30-33)之间进行联接的管(6)。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述框架(113)在位于其下部的一个横向凹槽内装有监测、控制和测量件(121)的组件。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，一个用于从所述塔(5)中将残留气体排入大气中的导管系统(19)安装在框架(113)上，或至少安装在两个框架(13，31)中的一个上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所有的连接管(6)都是直的。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，塔(5)在真空下被隔离。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，所述塔(5)是双层常压蒸馏塔，它包括一个由一低压塔所复盖的中压塔。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，所述净化气缸(2A，2B)安装在框架(113)上，或至少安装在两个框架(13，31)中的一个上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其特征在于，所述空气压缩机组(1)安装在框架(113)上，或安装在所述的第一框架(13)上。
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