新型空分上塔結構制造技術

本實用新型專利技術公開了一種新型空分上塔結構，包括上部的篩板結構和下部的填料結構，兩者通過降液管連接。本實用新型專利技術可以降低上塔底部壓力達到節能的目的；輔塔塔盤改成篩板，代替常用的規整填料，性能同樣可靠，并且具有造價低的特點，采用篩板同時可以降低輔塔高度，同時可以有效降低保冷箱高度。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于深冷空氣分離
，具體涉及一種全低壓空氣分離方法中的上塔結構。
技術介紹
空分上塔塔盤結構型式有篩板和規整填料兩種，兩種結構型式的精餾塔相比而言，性能都是一樣的可靠。采用規整填料塔與采用篩板塔相比，填料塔的開車阻力更小，操作彈性更大(主要更利于下限操作);但是規整填料塔造價高，適用于低壓的環境下運行。90年代初，規整填料開始應用于空分深冷精餾塔，取代傳統的篩板。目前國外推出的空分裝置中，上塔和氬塔全部采用填料塔(見圖1)。上塔采用低壓降的規整填料后，可以顯著地降低空氣進入下塔的壓力，從而降低空氣的壓縮比節省5% 10%的能耗。
技術實現思路
本技術的目的是在空分上塔上段的輔塔段采用篩板，其余各段采用規整填料，滿足在降低上塔底部壓力的同時降低上塔的成本，而降低上塔底部壓力是降低空氣進下塔的壓力，同樣達到節能的目的。技術方案:一種新型空分上塔結構，包括連接在一起上段筒體和下段筒體，上段筒體的頂部設置封頭，封頭上至少設置一個氮氣出口管及悶板，上段筒體至少設置一個液氮進口管，在上、下段筒體之間區域至少設置一個污氮氣出口管，下段筒體底部設置悶板；其特征是:上段筒體內采用兩層以上塔板以一定距離間隔疊放組合而成篩板結構，塔板是無孔板、篩孔板和溢流斗對接固定的組合體，每層塔板上至少設置一個溢流斗，上、下層塔板的溢流斗交錯設置；下段筒體內采用填料結構，兩層或兩層以上的某種規格規整填料以一定角度交錯疊放在填料支撐上，最上層設填料壓緊機構(填料壓圈)，所述上段筒體最底部的塔板下部設置有接液斗，接液斗通過降液管與下部筒體頂部的分配器連接。上段筒體及塔板材料采用鋁合金，不銹鋼或者銅等深冷工程常用材料。篩板采用環流篩板或者對流篩板,其中環流篩板為單溢流或者雙溢流或者三溢流或者四溢流的環流篩板型式，對流篩板塔為單溢流或者雙溢流或者三溢流或者四溢流的對流篩板型式。所述上段筒體直徑等于或者小于下段筒體直徑，以柱體或者錐體方式組合連接。篩板的數量為6 15塊。所述溢流斗的高度高于無孔板的高度，在無孔板和篩孔板之間設置有擋液板，該擋液板的高度高于溢流斗的高度。所述篩板結構的下部設置橫梁，橫梁固定在上段筒體上，橫梁上設置有用于支撐并控制塔板間距的定距桿。所述填料結構自上而下依次包括分配器，填料壓圈，規整區和填料支撐，其中填料壓圈和填料支撐上分別設置有通孔。在上段筒體還設置有至少一個壓力接頭、一個溫度接頭、一個分析接頭。有益效果:1.因為在分子篩流程中，決定下塔操作壓力的最根本因素是污氮氣為了滿足純化系統的再生，污氮氣出主換熱器必須具有大約IOKpa的壓力。與傳統規整填料上塔一樣，污氮出口以下依舊采用規整填料，可以降低上塔底部壓力達到節能的目的。2.輔塔塔盤改成篩板，代替常用的規整填料，性能同樣可靠，并且具有造價低的特點。3.采用篩板同時可以降低輔塔高度，同時可以有效降低保冷箱高度。附圖說明:圖1是常用篩板上塔上段的結構簡圖；圖2是本技術的上塔上段結構簡圖；圖3是篩孔板和溢流斗連接結構側面示意圖；圖4是篩孔板和溢流斗連接結構俯視示意圖；圖5是圖4中A向結構示意圖。圖中，標號I為下悶板，2為支撐耳，3為填料支撐，4為筒體(上段筒體和下段筒體)，5為填料區，6為填料壓圈，7為分配器，8為墊板，9為接液斗及降液管，10為篩板，11為吊耳，12為計器管(用于安裝壓力接頭或溫度接頭或分析接頭)，13為氮氣出口管，14為上悶板，15為封頭，16為墊板,17為擋液板,18為液氮進口管，19為橫梁及定距柱,20為污氮氣出口管，21為無孔板,22為篩孔板,23為溢流斗,24為上壓環,25為下壓環，26為擋液臺，27為錐體，28為墊板，29為支撐環，30為收集器，31為分配器，32為固定板，33為填料壓圈，34為填料，35為調料支撐，36為支撐耳，37為降液管，38為支撐耳。具體實施方式實施例1:參見圖2，該新型空分上塔結構包括連接在一起上段筒體和下段筒體，其材質可以選擇采用鋁合金，不銹鋼或者銅等深冷工程常用材料，可以在-200°C工作。上段筒體的頂部設置封頭15，封頭15上設置氮氣出口管及悶板，上段筒體設置液氮進口管，在上、下段筒體之間區域設置污氮氣出口管，下段筒體底部設置悶板。其中，上段筒體內采用多層塔板以一定距離間隔疊放組合而成的篩板結構，如圖3-圖5中所示，塔板是無孔板、篩孔板和溢流斗對接固定的組合體，溢流斗的高度高于無孔板的高度，在無孔板和篩孔板之間設置有擋液板，該擋液板的高度高于溢流斗的高度。上、下層塔板的溢流斗交錯設置，篩板可以采用環流篩板或者對流篩板，圖2中的對流篩板塔為單溢流型式。所述上段筒體直徑等于或者小于下段筒體直徑，以柱體或者錐體方式組合連接。所述上段筒體最底部的塔板下部設置有接液斗，接液斗通過降液管與下部筒體頂部的分配器連接。所述篩板結構的下部設置橫梁，橫梁固定在上段筒體上，橫梁上設置有用于支撐并控制篩板間距的定距桿。下段筒體內采用填料結構，該填料結構自上而下依次包括分配器，填料壓圈，填料區和填料支撐，其中填料壓圈和填料支撐上分別設置有通孔。上段筒體及其內部的篩板結構成為輔塔(是指上塔頂部氮氣出口與污氮出口之間的塔體)，一般在用戶要求含氧小于IOPPM低壓氮氣才設置。在該段精餾工作中，參與精餾的回流液是經過冷后的下塔頂部液氮，上升氣是含氧量大于10PPM的污氮氣，最后在上塔頂部獲得含氧小于10PPM的氮氣。上塔理論篩板數由產品氮氣純度要求決定，一般在6 15塊。該段塔體的直徑與產品氮氣產量決定。所述輔塔具有一個或多個氮氣出口，一個或多個液氮進口，一個或多個污氮氣出口，一個或多壓力、溫度、分析接頭。權利要求1.一種新型空分上塔結構，包括連接在一起的上段筒體和下段筒體，上段筒體的頂部設置封頭，封頭上至少設置一個氮氣出口管及悶板，上段筒體至少設置一個液氮進口管，在上、下段筒體之間區域至少設置一個污氮氣出口管，下段筒體底部設置悶板；其特征是:上段筒體內采用兩層以上塔板以一定距離間隔疊放組合而成的篩板結構，塔板是無孔板、篩孔板和溢流斗對接固定的組合體，每層塔板上至少設置一個溢流斗，上、下層塔板的溢流斗交錯設置；下段筒體內采用填料結構，兩層以上規格規整填料以一定角度交錯疊放在填料支撐上，最上層設填料壓緊機構，所述上段筒體最底部的塔板下部設置有接液斗，接液斗通過降液管與下部筒體頂部的液體分配器連接。2.根據權利要求1所述的新型空分上塔結構，其特征是:上段筒體及塔板材料采用鋁合金，不銹鋼或者銅的深冷工程材料。3.根據權利要求1所述的新型空分上塔結構，其特征是:篩板采用環流篩板或者對流篩板，其中環流篩板為單溢流或者雙溢流或者三溢流或者四溢流的環流篩板形式，對流篩板為單溢流或者雙溢流或者三溢流或者四溢流的對流篩板形式。4.根據權利要求3所述的新型空分上塔結構，其特征是:所述上段筒體直徑等于或者小于下段筒體直徑，以柱體或者錐體方式組合連接。5.根據權利要求1-4任一項所述的新型空分上塔結構，其特征是:塔板的數量為6 15塊。6.根據權利要求1所述的新型空分上塔結構，其特征是:所述溢流斗的高度高于無孔板的高度，在無孔板和篩孔板之間設置有擋液板，該擋液板的高度高于溢流斗的高度。7.根據權利要求1所述的新型空分上塔結構，其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型空分上塔結構，包括連接在一起的上段筒體和下段筒體，上段筒體的頂部設置封頭，封頭上至少設置一個氮氣出口管及悶板，上段筒體至少設置一個液氮進口管，在上、下段筒體之間區域至少設置一個污氮氣出口管，下段筒體底部設置悶板；其特征是：上段筒體內采用兩層以上塔板以一定距離間隔疊放組合而成的篩板結構，塔板是無孔板、篩孔板和溢流斗對接固定的組合體，每層塔板上至少設置一個溢流斗，上、下層塔板的溢流斗交錯設置；下段筒體內采用填料結構，兩層以上規格規整填料以一定角度交錯疊放在填料支撐上，最上層設填料壓緊機構，所述上段筒體最底部的塔板下部設置有接液斗，接液斗通過降液管與下部筒體頂部的液體分配器連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉代勇，冷全起，張偉杰，王志鋒，
申請(專利權)人：河南開元空分集團有限公司，
類型：實用新型
國別省市：