[实用新型]空分设备的主冷凝蒸发器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种空分设备，尤其涉及空分设备中的主冷凝蒸发器。

背景技术

空分设备，即空气分离设备，是利用空气中各组分物理性质不同，从空气中分离出氧气、氮气，或同时提取氦气、氩气等稀有气体的过程。最常用的方法是深度冷冻法，其原理是先制冷将空气液化，然后使液化空气中在不同的温度条件下进行冷凝蒸发，利用各组分的沸点不同，分离出氧、氮等所需气体。

主冷凝蒸发器是空分设备的重要部件，液化空气在其中进行冷凝蒸发，从而分离出所需要的气体。为了增加分离出的气体量，需要增加主冷凝蒸发器的容量。由于受到工艺和运输的限制，单个主冷凝蒸发器的尺寸无法做成很大。因此，传统的主冷凝蒸发器通常是由多层冷凝蒸发腔构成。

图3所示为传统的主冷凝蒸发器。该主冷凝蒸发器从上至下包括依次连通的四层冷凝蒸发腔，即第一腔体11、第二腔体12、第三腔体13和第四腔体14。液化空气依次进入该第一腔体11、第二腔体12、第三腔体13和第四腔体14。

第一腔体11、第二腔体12和第三腔体13的侧壁离各自底部的预定高度处分别设有第一溢流口110、第二溢流口120和第三溢流口130。这样，当进入第一腔体11的液化空气超过第一溢流口110时，其向下溢流到第二腔体12；当进入第二腔体12的液化空气超过第二溢流口120时，其向下溢流到第三腔体13；当进入第三腔体13的液化空气超过第三溢流口130时，其向下溢流到第四腔体14。第四腔体14上连接有流量阀19，用于控制第四腔体14的流量。

这样的多层腔体结构能够增加主冷凝蒸发器的整体容量，从而提高分离的产量。但是，这样的结构具有以下的缺点。

首先、液化空气是依次流入第一腔体11、第二腔体12、第三腔体13和第四腔体14的。装置刚启动升温时，流入第三腔体13和第四腔体14的流量比较少，有可能出现液氧完全被蒸干，导致甲烷等杂质积聚在第三和第四腔体的底部而引起微爆现象，存在安全隐患。其次，现有的流量阀19仅能调节第四腔体14的流量，很难对整个主冷凝蒸发器的流量进行有效调节，操作难度大。最后，在第二腔体12和第三腔体13之间另设有气管(未示出)，起气体连通平衡压力的作用。由于进入第三腔体13的流量无法控制，液化空气的流量过大时，可能上升到气管(未示出)位置将该气管堵塞。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是让液化空气尽量均匀地流入到主冷凝蒸发器的各个腔体中，防治出现蒸干现象。

为此，本实用新型提供一种空分设备的主冷凝蒸发器，由上至下至少包括第一腔体、第二腔体和至少一组腔体对，每组腔体对由一个上腔体和一个下腔体构成，其中所述第一腔体包括设置在所述第一腔体侧壁上离底部预定高度处的第一溢流口，以及至少一个流出口；所述第二腔体通过所述第一溢流口与所述第一腔体连通，并且包括设置在所述第二腔体侧壁上离底部预定高度处的第二溢流口；所述至少一组腔体对中的上腔体通过所述至少一个流出口与所述第一腔体连通，并且包括设置在所述上腔体侧壁上离底部预定高度处的上腔溢流口；所述至少一组腔体对中的下腔体通过所述上腔溢流口与所述至少一组腔体对中的上腔体连通，并且包括设置在所述至少一组腔体对中的下腔体侧壁上离底部预定高度处的下腔溢流口。

较佳地，所述第二溢流口和所述下腔溢流口分别连接有流量阀。

较佳地，所述流出口位于所述第一腔体的底部或者位于靠近底部的侧壁上。

较佳地，所述腔体对为多组，所述第一腔体包括多个流出口分别连通所述多组腔体对。

在一实施例中，所述腔体对为一组，其中第三腔体为上腔体，第四腔体为下腔体，所述第一腔体包括与所述第三腔体连通的流出口。

在另一实施例中，所述腔体对为两组，其中第三腔体和第五腔体为上腔体，第四腔体和第六腔体为下腔体，所述第一腔体包括分别与所述第三腔体和所述第五腔体连通的两个流出口。

本实用新型具有以下优点：

1.第三腔体直接从第一腔体中获得液化空气，即使是在设备启动的初期，也不会出现液氧蒸干导致杂质积聚的现象。

2.在第二腔体上增设流量阀，能够控制其流量，更方便调节，并能防止液体的流量过多堵塞气管。

附图说明

图1为本实用新型空分设备的主冷凝蒸发器的结构示意图。

图2为本实用新型空分设备的主冷凝蒸发器另一实施例的结构示意图。

图3为现有的空分设备的主冷凝蒸发器的结构示意图。

具体实施方式