本發(fā)明屬于化學(xué)工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空分裝置氮?dú)饷芊鈿饩€路改造方法。

背景技術(shù)：

空分設(shè)備就是以空氣為原料，通過壓縮循環(huán)深度冷凍的方法把空氣變成液態(tài)，再經(jīng)過精餾而從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮?dú)饧皻鍤獾榷栊詺怏w的設(shè)備。空分設(shè)備是一個(gè)大型的復(fù)雜系統(tǒng)，主要由以下子系統(tǒng)組成：動力系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)、產(chǎn)品輸送系統(tǒng)、液體貯存系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。

動力系統(tǒng)：主要是指原料空氣壓縮機(jī)。空分設(shè)備將空氣經(jīng)低溫分離得到氧、氮等產(chǎn)品，從本質(zhì)上說是通過能量轉(zhuǎn)換來完成。而裝置的能量主要是由原料空氣壓縮機(jī)輸入的。相應(yīng)地，空氣分離所需要的總能耗中絕大部分是原料空氣壓縮機(jī)的能耗。

凈化系統(tǒng)：由空氣預(yù)冷系統(tǒng)（空冷系統(tǒng)）和分子篩純化系統(tǒng)（純化系統(tǒng)）組成。經(jīng)壓縮后的原料空氣溫度較高，空氣預(yù)冷系統(tǒng)通過接觸式換熱降低空氣的溫度，同時(shí)可以洗滌其中的酸性物質(zhì)等有害雜質(zhì)。分子篩純化系統(tǒng)則進(jìn)一步除去空氣中的水分、二氧化碳、乙炔、丙烯、丙烷和氧化亞氮等對空分設(shè)備運(yùn)行有害的物質(zhì)。

制冷系統(tǒng)：空分設(shè)備是通過膨脹制冷的，整個(gè)空分設(shè)備的制冷嚴(yán)格遵循經(jīng)典的制冷循環(huán)。不過通常提到的空分制冷設(shè)備，主要是指膨脹機(jī)。

熱交換系統(tǒng)：空分設(shè)備的熱平衡是通過制冷系統(tǒng)和熱交換系統(tǒng)來完成的。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的換熱器主要使用鋁制板翅式換熱器。

精餾系統(tǒng)：空分設(shè)備的核心，實(shí)現(xiàn)低溫分離的重要設(shè)備。通常采取高、低壓兩級精餾方式。主要由低壓塔、中壓塔和冷凝蒸發(fā)器組成。

產(chǎn)品輸送系統(tǒng)：空分設(shè)備生產(chǎn)的氧氣和氮?dú)庑枰欢ǖ膲毫Σ拍軡M足后續(xù)系統(tǒng)的使用。主要由各種不同規(guī)格的氧氣壓縮機(jī)和氮?dú)鈮嚎s機(jī)組成。

液體貯存系統(tǒng)：空分設(shè)備能生產(chǎn)一定的液氧和液氮等產(chǎn)品，進(jìn)入液體貯存系統(tǒng)，以備需要時(shí)使用。主要是由各種不同規(guī)格的貯槽、低溫液體泵和汽化器組成。

控制系統(tǒng)：大型空分設(shè)備都采用計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)自動控制。

淮化集團(tuán)48000NM³/H空分裝置采用一拖二壓縮機(jī)、分子篩前置凈化、氮?dú)庠鰤簷C(jī)膨脹循環(huán)、全精餾無氫制氬、氧泵內(nèi)壓縮流程。裝置在正常運(yùn)行時(shí)，密封氣由氮壓機(jī)一段35公斤氮?dú)饨?jīng)減壓閥減壓至9公斤和5公斤，其中9公斤密封氣作為液氧泵、液氬泵以及后備氮泵的密封氣，而5公斤密封氣則作為氮壓機(jī)啟動時(shí)補(bǔ)氣氣源、氮壓機(jī)密封氣、膨脹機(jī)密封氣、冷箱充氮、主冷吹掃氣、儲槽前排液地溝吹除氮?dú)獾鹊?。其密封氣具體流路見附圖1。

但是一旦遭遇到合成氨裝置高低壓停電以后，液氧泵、液氬泵、氮壓機(jī)等運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備還未完全停止，而上述密封氣，無論是9公斤密封氣，還是5公斤密封氣全部被切斷，導(dǎo)致空分裝置不能在第一時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，給生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決合成氨裝置高低壓停電以后，由于密封氣全部被切斷，導(dǎo)致空分裝置不能在第一時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的問題，本發(fā)明提供一種空分裝置氮?dú)饷芊鈿饩€路改造方法。通過所述方法增加了一條手動緊急供應(yīng)密封氣的途徑，能夠在合成氨裝置高低壓停電以后緊急向空分裝置供應(yīng)密封氣，保證空分裝置在第一時(shí)間啟動運(yùn)轉(zhuǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

參見附圖2，一種空分裝置氮?dú)饷芊鈿饩€路改造方法，所述方法在原線路中增加一臺空溫汽化器，所述空溫汽化器的入口與所述氮儲槽自蒸發(fā)器相連接，所述空溫汽化器的出口分成兩路，分別與所述供給9公斤壓力氮?dú)獾墓芫W(wǎng)和供給5公斤壓力氮?dú)獾墓芫W(wǎng)相連接。

所述空溫汽化器包括蒸發(fā)部與加熱部，所述蒸發(fā)部由端板管連接并排的導(dǎo)熱管構(gòu)成，所述加熱部由用彎管接頭串聯(lián)成一體的導(dǎo)熱管組成。所述導(dǎo)熱管是將散熱片和管材擠壓成型，其橫截面一般為星型翅片，翅片材質(zhì)采用鋁合金，其安裝形式為立式、露天。

在所述空溫汽化器中液氮的氣化過程是一個(gè)以沸騰換熱為主的傳熱傳質(zhì)過程。液氮在翅片管內(nèi)流動吸熱氣化，管外傳熱為自然對流換熱，熱量由空氣通過翅片及管壁傳給液氮，當(dāng)液氮溫度達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)，液體開始沸騰汽化，氣相與液相處于平衡；隨后氣相中各組分所占比例隨時(shí)間不斷變化，并趨近于原料中各組分所占比例。

所述改造線路的工作流程是：在合成氨裝置高低壓斷電時(shí)，打開空分單元液氮儲槽通往空溫汽化器的進(jìn)口閥以及自增壓閥，在裝置正常運(yùn)行時(shí)，氮儲槽壓力平均在4公斤，利用氮儲槽的自增壓使液氮壓力升至5-6公斤，經(jīng)過空溫汽化器氣化以后，再經(jīng)過減壓閥減壓至9公斤和5公斤分別送往供給9公斤壓力氮?dú)獾墓芫W(wǎng)和供給5公斤壓力氮?dú)獾墓芫W(wǎng)，提供給各個(gè)裝置作為密封氣。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：在高低壓停電以后，可以在第一時(shí)間內(nèi)手動將所述空溫汽化器打開，氣化后的氮?dú)獠⑷氲阶鳂I(yè)區(qū)密封氣管網(wǎng)中，避免了因密封氣沒有及時(shí)提供延誤開車時(shí)間給企業(yè)帶來不必要的損失。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1為改造前的氮?dú)饷芊鈿夤?yīng)線路示意圖。

圖中，1是氮壓機(jī)一段35公斤氮?dú)猓?是減壓至9公斤的氮?dú)猓?是液氧泵密封氣，4是液氬泵密封氣，5是后備氮泵密封氣，6是減壓至5公斤的氮?dú)猓?是氮壓機(jī)啟動時(shí)作為補(bǔ)氣氣源，8是氮壓機(jī)密封氣，9是膨脹機(jī)密封氣，10是冷箱充氮，11是蒸汽噴射器吹除氮?dú)猓?2是主冷吹除氮?dú)猓?3是液氮儲槽，14是后備氮泵。

圖2為利用本發(fā)明所述方法改造后的氮?dú)饷芊鈿夤?yīng)線路示意圖。

圖中，1是氮壓機(jī)一段35公斤氮?dú)猓?是減壓至9公斤的氮?dú)猓?是液氧泵密封氣，4是液氬泵密封氣，5是后備氮泵密封氣，6是減壓至5公斤的氮?dú)猓?是氮壓機(jī)啟動時(shí)作為補(bǔ)氣氣源，8是氮壓機(jī)密封氣，9是膨脹機(jī)密封氣，10是冷箱充氮，11是蒸汽噴射器吹除氮?dú)猓?2是主冷吹除氮?dú)猓?3是液氮儲槽，14是后備氮泵，15是氮儲槽自蒸發(fā)器，16是空溫汽化器，17是供給9公斤密封氮?dú)夤芫W(wǎng)，18是供給5公斤密封氮?dú)夤芫W(wǎng)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

參見附圖2，一種空分裝置氮?dú)饷芊鈿饩€路改造方法，增加一臺空溫汽化器（16），所述空溫汽化器（16）的入口與所述氮儲槽自蒸發(fā)器（15）相連接，所述空溫汽化器（16）的出口分成兩路，分別與所述供給9公斤氮?dú)獾墓芫W(wǎng)（17）和供給5公斤氮?dú)獾墓芫W(wǎng)（18）相連接。

所述空溫汽化器（16）包括蒸發(fā)部與加熱部，所述蒸發(fā)部由端板管連接并排的導(dǎo)熱管構(gòu)成，所述加熱部由用彎管接頭串聯(lián)成一體的導(dǎo)熱管組成。所述導(dǎo)熱管是將散熱片和管材擠壓成型，其橫截面一般為星型翅片，翅片材質(zhì)采用鋁合金，其安裝形式為立式、露天。

在所述空溫汽化器（16）中液氮的氣化過程是一個(gè)以沸騰換熱為主的傳熱傳質(zhì)過程。液氮在翅片管內(nèi)流動吸熱氣化，管外傳熱為自然對流換熱，熱量由空氣通過翅片及管壁傳給液氮，當(dāng)液氮溫度達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)，液體開始沸騰汽化，氣相與液相處于平衡；隨后氣相中各組分所占比例隨時(shí)間不斷變化，并趨近于原料中各組分所占比例。

所述改造線路的工作流程是：在合成氨裝置高低壓斷電時(shí)，打開空分單元液氮儲槽（13）通往空溫汽化器（16）的進(jìn)口閥以及自增壓閥，在裝置正常運(yùn)行時(shí)，氮儲槽（13）壓力平均在4公斤，利用氮儲槽（13）的自增壓使液氮壓力升至5-6公斤，經(jīng)過空溫汽化器（16）氣化以后，再經(jīng)過減壓閥減壓至9公斤和5公斤分別送往供給9公斤氮?dú)獾墓芫W(wǎng)（17）和供給5公斤氮?dú)獾墓芫W(wǎng)（18），提供給各個(gè)裝置作為密封氣。

所述空溫汽化器的功能參數(shù)如表1所示。

表1 空溫汽化器參數(shù)

最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。