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制氮机(制氮设备)氮水预冷器
 
 
设置氨水预冷器的目的是降低和稳定加工空气进八分离设备的温度,从而降低自Ⅱ工空气
中的含水量,减小切换式挽热器或蓄冷器的热负葡, 同时对加工空气进行一次水冼,去除一
些承溶洼有害气体杂质 如NHa、SO:、NO 、CI 、HC1等。氨水预冷器容积较大,能起平
衡器作用,缓和切换对工况的影响。
氨水预冷器的流程图如图4-64所示。氨水预冷器主要由空气冷却塔和水冷却塔组成。
由分离设备来的污氨,其温崖羲低,含湿量亦较少,在水冷却塔内与来自空冷塔底部的温度
较高的冷却水进行热量、质量交换,冷却水由于水分的蒸发放出潜热使本身温度降低,这是
使冷却水降温的主要因素。经过水冷却塔冷却的水由水泵输送到空冷塔顶部喷淋,与上升的
加工空气进行热量、质量的交换,冷却水水温上升,加工空气温度降低,经水分离器去除水
分后去分离设备。
有些空分设备为此去消了空气压缩机的来级冷却器,加工空气温度在100℃ 左右进入空冷塔。
当污氮传给冷却水的冷量不足以冷却空气时,Ⅲn水冷却塔与空气冷却塔的热负荷不平
衡,水温不断升高,这时必须使一部分热水用单独设置的喷琳冷却塔进行冷却,或放掉一部
分热水;补充一部分冷的自来水(或深井水)。
地下水比较富裕之处,可以不要水冷却塔,一 Ⅱ简化设备,二 可降低污氮出。冷籍的压力。
对于分予筛型空分设备.为了降低进入分子筛吸附器的空气温度,空冷塔常用二级冷却
的方法,第一级用常温水(30~C),第二级用冷冻水(5℃)。使空气温度降低到5~ 8℃。冷
洙水所需冷量由附加的氟里昂制冷机组提供, 其系统图如图4一B5所示。
空气去分锚娘
图4-d 氮采颓冷器的工艺流程图
(8)林德氨水预冷系统 《b)美国空气毹品
公司空冷塔
囤4-65 氪水预冷4-统
空冷塔和水冷塔,其内均是气相与液
相直接接触时发生热湿交换。为了使气相
与液相有足够的接触时间和面积, 在塔内
设置各种形式的内件。根据内件的不同,
分为填料塔,喷淋塔和板式塔。
一、曩辑塔
填料塔塔内充填拉西环等填料,使液
体沿填料表面形成薄膜,分敦在气流中。
近年来一些高教填料己在应用。材质有瓷
质和塑料, 后者不易碎裂, 但价格贵。
每1O0 nd/h~lLT.空气水消耗量为1t/h
左右。
空冷塔填料高度,一般以实验数据确定,一些公司已标准化了。例如·3000 m。lh空分
设备,填料高度3 mj 6000 m。/h空分设备.填料高度4 m}10000 m。/h空分设备,填料高
度5 m。
根据试验, 空气从IOO'C冷却到35℃ 在1 m填料层内选到, 由35℃ 冷却到25℃在0.5m 填
料层内达到, 空气温度25℃ 以后,冷却速度很慢, 即使再加高填料层高度也没冷却效果
l1』液泛系数0.7~0.8确定塔径
3200 m。/h空分设备的空气冷却塔千¨水冷却塔如图4-66所示。它们的上部为气液分离
器,脱除排出气体中的水分。
{a)空气}孥却塔 {b)水}孥却塔
圈4—66 3200”空分设备的空冷塔、水冷塔
二、喷淋塔
喷淋塔,冷却水经水泵送入喷淋装置的喷嘴喷出,空气与细小水滴接触-进行热~湿交
固4~67 喷淋式空气冷却塔示意围
换, 主要应用于空冷塔上。
空冷塔采用多排喷淋, 如图4-67(a)所
示。为了使空冷塔顶部气液温差 }缩小,空气取
得更好的冷却效果,可在上段设大孔径穿流筛孔
板, 如图4-67(b)所示。
图4— 68 螺旋离心式喷嘴
1.喷头体2.喷嘴
对于三排喷淋,At=7℃ ;对于四排喷淋,
=6℃}若在上段加3~ 4块太孔径穿流筛板,止=2℃。
总的传热量是通过水滴表面积进行的,而水滴总的表面积与啧嘴结书鲁、布置、喷嘴前水
压等因素有关, 因此影响热一湿交换的因素较多。
喷嘴是喷淋塔的主要构件,国内空冷塔中使用的离心式喷嘴,如图4 m68所示 喷嘴喷
出的水滴太小、喷水量、射程、喷水角度,与喷嘴构造、孔径、喷水压力有关。小的喷嘴孔径、喷
水压力高, 水滴细小, 与空气接触,升温快, 男蒸发,适用于降温JJ【I湿过程,如空冷塔下部

区域内工况。喷嘴孔径大,喷水压力低, 水滴大, 与空气接触,
用于降温降湿过程, 如空冷塔上部区域内工况。
1 9 91年第6翔
承滴升温慢, 不易蒸发,适
根据林德公司资料介绍,水气比[喷淋水量(kg/h)与加工空气量(kg/h)之比]采用1.5~
2.5公斤水/公斤空气。
喷淋排与排之间的距离,塔径愈大则间距也大, 有标准选取。
l佣工空气的初,终状态间焙差较大,宜采用双级喷淋室,如图4-69所示,空气先进入
第一级喷淋室, 再进入第二级喷淋室,而冷水是先进入第二级喷淋,然后把它用过的水又在
第一次喷淋。这种形式可提高喷淋效呆,用相同的水量可增大盘E理空气的焙差,水的温升比
单级喷淋室高,因此在吸收同样的空气热量时可以节省水量。如果采用单级喷淋室,必须要
用较大的水气比积较多的喷嘴排数,显得不经济。
生气
第一数第二级
1. 酴雾器
2. 吊耳
3.螺旋喷嘱
4.汇流圃
5.安全梯
6.环流板
7. 均液盘
8.人孔
9. 接液面计
1O.接裱面调节器
圈4-69 两衄喷林室 图4~70 3200 空分设备喷淋式空气冷却培
“3200”空分设备的空冷塔如图4-70所示,采用双级喷淋。第二级三排喷-秫,每排一个
螺旋离心式喷嘴,排与排间距为ii00 mm。进水温度25℃ , 水流量17.2 t/h。第一级四排喷
淋,每排一个螺旋离心式喷嘴,排与排间距为900 mm。避水温度30℃,水流量25.1 t/h。空
冷塔排水量42.3t/h, 排水温度45℃。加工空气量21000 m。/h(20℃,101.325kPa),空气进
空冷塔压力65okPa,温度llO~C,空气如空冷塔温度3O℃。
三,板式塔
板式塔,由于它能强化热量、质量交换,水气比为1(t/h)/lOOO(m。/h)左右,空塔速
度也较大, 目前已被各国采用, 国内也有产品。塔扳的型式有穿流蜡板、刘流筛板塔板等。