对带不凝气排放管粗氩塔冷凝器改造方法及粗氩塔冷凝器

摘要

一种对带不凝气排放管的粗氩塔冷凝器改造方法及粗氩塔冷凝器，该方法是：首先，去除不凝气排放管，并封闭其与下封头以及罐体连接部位的穿孔；其次，将所述的液体氩出管换为其口径尺寸1.3-2.0倍的液体氩出管；并将该液体氩出管的中心线上移，使其中心线与下封头的中心线重合。该改造后的粗氩塔冷凝器易加工、低成本、且不泄露。

说明书

  

技术领域

本发明涉及空分氩气冷凝提纯技术领域，特别是涉及一种对带不凝气排放管粗氩塔冷凝器改造方法及粗氩塔冷凝器。

背景技术

目前空分行业中使用的粗氩塔的冷凝器都是带有不凝气排放管口的，如附图1所示即为原来使用的带有不凝气排放管口的粗氩塔的冷凝器结构示意图：

现有的带不凝气排放管的粗氩塔冷凝器包括密闭的罐体、以及安装在罐体内的板翅式换热器，所述的罐体上设有液体空气进管、出管、液空蒸汽出管，该板翅式换热器含有的板束体、上封头、下封头、氩气进气管、和液体氩出管；所述的板翅式换热器的上封头上连接氩气进管穿过罐体，所述板翅式换热器下部的下封头上连接液体氩出管穿过罐体，该液体氩出管的中心线低于下封头中心线，所述的下封头的上部连接不凝气排放管，并穿过罐体至罐外。

现有的带不凝气排放管口的粗氩塔冷凝器有两大不利因素：一是由于设置不凝气排放管导致粗氩塔冷凝器的加工难度增高，提高了该设备的材料和加工制造成本。二是该不凝气排放管由于结构的原因非常容易发生泄漏的情况，而一旦发生泄漏，即使是极其微小的泄漏也会导致整套空分装置的失败。粗氩塔冷凝器的作用就是依靠蒸发侧的冷源（液空）把冷凝侧的产品工艺氩液化使其作为粗氩塔的回流液，在此过程中两种介质分别处于各自不同的换热通道，不允许有任何的串漏，否则就会污染产品工艺氩使其纯度不能达标。由于产品工艺氩的纯度要求非常高，其含氧量要求小于2 PPm（体积含量百万分之二），所以哪怕是一个气泡的泄漏都会使其纯度超标。

从附图1可以看出，这种粗氩塔冷凝器的不凝气排放管是从下封头上部引出，最终要穿越粗氩塔冷凝器的筒壁引到外面，而正是这个穿越筒壁处的结构导致了极易发生泄漏。不凝气排放管一般都是φ14X2的铝管，而粗氩塔冷凝器的筒壁都较厚，一般都会在8～16mm之间，如此之大的壁厚差距使焊接成为不可能，所以在此处增加了一个过渡厚壁接头，该接头虽然解决了与筒壁的焊接问题，但由于施工空间非常狭小且接头与排放管的壁厚还有相当差距，再加上该接头的各种设计总有不尽如人意的地方，所以经常会有泄漏的情况发生。

正是由于原来的带不凝气排放管的粗氩塔冷凝器存在着加工难度大、生产成本高且容易泄漏等缺点，我们一直在努力设计一种新型的粗氩塔冷凝器，希望新的冷凝器能够避免原冷凝器的一系列缺点。 

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种粗氩塔冷凝器设计方法及其粗氩塔冷凝器，该技术方案实现了粗氩塔冷凝器的易加工、低成本且不泄露的目的。

本发明的技术方案是：一种对带不凝气排放管的粗氩塔冷凝器改造方法，现有的带不凝气排放管的粗氩塔冷凝器包括密闭的罐体、以及安装在罐体内的板翅式换热器，所述的罐体上设有液体空气进管、出管、液空蒸汽出管，该板翅式换热器含有的板束体、上封头、下封头、氩气进气管、和液体氩出管；所述的板翅式换热器的上封头上连接氩气进管穿过罐体，所述板翅式换热器下部的下封头上连接液体氩出管穿过罐体，该液体氩出管的中心线低于下封头中心线，所述的下封头的上部连接不凝气排放管，并穿过罐体至罐外， 

首先，去除不凝气排放管，并封闭其与下封头以及罐体连接部位的穿孔；

其次，将所述的液体氩出管换为其口径尺寸1.3-2.0倍的液体氩出管；并将该液体氩出管的中心线上移，使其中心线与下封头的中心线重合。

将所述的液体氩出管为其口径尺寸1.5倍的液体氩出管。 

将所述的板束体内的板束导流片的高度尺寸换为其高度尺寸1.05-1.2倍板束导流片。

将所述的板束体内的板束导流片换为其高度尺寸1.1倍板束导流片。

将所述的下封头换为其直径尺寸的1.1-1.3倍的下封头。

将所述的下封头换为其直径尺寸的1.2倍的下封头。

一种粗氩塔冷凝器，包括密闭的罐体、以及安装在罐体内的板翅式换热器，所述的罐体上设有液体空气进管、出管、液空蒸汽出管，该板翅式换热器含有的板束体、上封头、下封头、氩气进气管、和液体氩出管；所述的板翅式换热器的上封头上连接氩气进管穿过罐体，所述板翅式换热器下部的下封头上连接液体氩出管穿过罐体，所述的液体氩出管的中心线与封头的中心线重合，该液体氩出管的口径尺寸为同产能的带不凝气排放管的粗氩塔冷凝器中液体氩出管口径尺寸的1.3-2.0倍。

所述的板束体内的板束导流片的高度尺寸为同产能的带不凝气排放管的粗氩塔冷凝器中的板束体内的板束导流片高度尺寸1.05-1.2倍。

所述的下封头的直径尺寸为同产能的带不凝气排放管的粗氩塔冷凝器中的下封头直径的1.1-1.3倍。

本发明的有益效果

该发明的技术方案具有以下优点：

第一，如背景技术所述的由于空间狭小及不凝气排放管需要穿越较厚的筒壁等等原因，加工制造工序繁琐，且最后查漏较为困难，而本发明的技术方案彻底解决了以上问题，使整个冷凝器的加工制造比以前简单了很多。

第二，由于取消了不凝气排放管和厚壁接头，相应的就降低了该部分的材料成本；厚壁接头是用棒材经精加工而成，取消后降低了加工成本；本发明制作、装配简单，那也就意味着降低了该设备的工时成本。

第三，这也是本技术方案的最大优点，那就是彻底解决了粗氩塔冷凝器的泄漏问题，由于本发明结构简单，取消了易泄漏的潜在危险点，所以其安全系数得以大大提高。

第四，本技术方案通过适当的扩大液体氩出管的口径尺寸，并将液体氩出管的中心线与下封头的中心线重合，从而能够实现液体氩和不凝气同时从该液体氩出管中流出，液体氩走该管的下半部，不凝气走该管的上半部，实现了液体和汽体的两相排出，改变了该液体氩出管的原有功能，从而为取消不凝气排放管奠定了基础。

第五，本技术方案中通过适当的扩大封头的直径尺寸，能够使板束体冷凝侧的的低温液体氩及其夹带的不凝气的汽液混合物能够顺利流出板束体，进入封头内，并在封头内给上述汽液混合物提供足够的分离空间。

第六，本技术方案中通过适当的扩大板束体导流片的高度尺寸，使得该通道的流通能力和流动特性得到改善，更有利于不凝气的排出。

附图说明

图1为原有粗氩塔冷凝器的结构示意图； 

图2为采用本发明技术方案的粗氩塔冷凝器的结构示意图。

具体实施方式

参见图1-图2，图中1.罐体、2.液体空气进管、3.液体空气出管、4. 液空蒸汽出管、5.氩气进气管、6. 液体氩出管、7.板束体、8.上封头、9.下封头、10.不凝气排放管、11. 过渡厚壁接头。

实施例一：一种对带不凝气排放管的粗氩塔冷凝器改造方法，现有的带不凝气排放管的粗氩塔冷凝器包括密闭的罐体、以及安装在罐体内的板翅式换热器，所述的罐体上设有液体空气进管、出管、液空蒸汽出管，该板翅式换热器含有的板束体、上封头、下封头、氩气进气管、和液体氩出管；所述的板翅式换热器的上封头上连接氩气进管穿过罐体，所述板翅式换热器下部的下封头上连接液体氩出管穿过罐体，该液体氩出管的中心线低于下封头中心线，所述的下封头的上部连接不凝气排放管，并穿过罐体至罐外， 

首先，去除不凝气排放管，并封闭其与下封头以及罐体连接部位的穿孔；

其次，将所述的液体氩出管换为其口径尺寸1.3-2.0倍的液体氩出管；并将该液体氩出管的中心线上移，使其中心线与下封头的中心线重合。

将所述的液体氩出管为其口径尺寸1.5倍的液体氩出管。 

将所述的板束体内的板束导流片的高度尺寸换为其高度尺寸1.05-1.2倍板束导流片。

优选将所述的板束体内的板束导流片换为其高度尺寸1.1倍板束导流片。

将所述的下封头换为其直径尺寸的1.1-1.3倍的下封头。

优选将所述的下封头换为其直径尺寸的1.2倍的下封头。

实施例二：参见图2，图中一种粗氩塔冷凝器，包括密闭的罐体、以及安装在罐体内的板翅式换热器，所述的罐体上设有液体空气进管、出管、液空蒸汽出管，该板翅式换热器含有的板束体、上封头、下封头、氩气进气管、和液体氩出管；所述的板翅式换热器的上封头上连接氩气进管穿过罐体，所述板翅式换热器下部的下封头上连接液体氩出管穿过罐体，所述的液体氩出管的中心线与封头的中心线重合，该液体氩出管的直径为根据国家或者行业标准并结合产能要求设计出的标准尺寸的1.3-2.0倍，该值优选为1.5倍。

所述的板束体内的板束导流片的高度尺寸为根据国家或者行业标准并结合产能要求设计出的标准尺寸的1.05-1.2倍，该值优选为1.1倍。

所述的下封头的直径尺寸为根据国家或者行业标准并结合产能要求设计出的标准尺寸的1.1-1.3倍，该值优选为1.2倍。