本實(shí)用新型裝置涉及空氣分離中的稀有氣體分離提純技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種防偏流的冷凝器。
背景技術(shù):
氦氣是用途廣泛的稀缺資源,廣泛應(yīng)用于軍工、科研、石化、制冷、醫(yī)療、半導(dǎo)體、管道檢漏、超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、金屬制造、深海潛水、高精度焊接、光電子產(chǎn)品生產(chǎn)等,也是國(guó)防軍工和高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可或缺的稀有戰(zhàn)略性物資之一。
氦氣在空氣中含量極少,主要存在于天然氣中,含氦天然氣迄今仍是工業(yè)化生產(chǎn)氦氣的唯一來(lái)源。我國(guó)天然氣中氦氣含量很低,提取難度大,成本高。因此目前氦氣主要依靠進(jìn)口。
除了從含氦天然氣中提取氦氣之外,也可以采用深冷精餾的方法從空分中得到粗氖氦氣。
如通過(guò)氖氦精餾塔底部的上升氣在頂部進(jìn)入冷凝器,被低壓液氮冷凝成液體,作為精餾塔的回流液。在冷凝器中抽出粗氖氦氣出冷箱,復(fù)熱至常溫。精餾塔底部出來(lái)的液氮經(jīng)節(jié)流后去冷凝器作為冷源,在冷凝器中,液氮被汽化成氮?dú)狻?/p>
冷凝器頂端引出的粗氖氦氣產(chǎn)品相對(duì)于換熱器入口只占一小部分,小于5%,采用一般結(jié)構(gòu)的冷凝器,如不進(jìn)行專門的設(shè)計(jì),極易出現(xiàn)偏流現(xiàn)象,引起換熱器里的不凝氣體聚集,造成換熱效果下降,換熱溫差擴(kuò)大,產(chǎn)品純度下降。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種防偏流的冷凝器,可以使得冷凝器內(nèi)的氖氦氣流體均勻分布,防止出現(xiàn)偏流的現(xiàn)象,使氖氦氣產(chǎn)品純度更高,冷凝器換熱效果更好,換熱面積得到了充分的利用,同樣的進(jìn)氣量,冷凝器得到的產(chǎn)品產(chǎn)量更多。
為達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
一種防偏流的冷凝器,其特征在于,所述冷凝器內(nèi)頂部均勻分割為至少兩個(gè)腔室,每個(gè)腔室設(shè)一粗氖氦氣出口管路,該粗氖氦氣出口管路中依次設(shè)有溫度計(jì)、調(diào)節(jié)閥及流量計(jì);各粗氖氦氣出口管路匯總至粗氖氦產(chǎn)品氣管道;所述冷凝器上還設(shè)有液氮進(jìn)口管路及其上的液位控制閥、氮?dú)獬隹诠苈芳捌渖系目刂崎y。
進(jìn)一步,所述粗氖氦氣出口管路中流量計(jì)前設(shè)置粗氖氦氣化器。
本實(shí)用新型冷凝器頂部分割為兩個(gè)以上腔室,當(dāng)原料氣中大部分被液氮通過(guò)冷凝器冷凝下來(lái)以外,通過(guò)觀察溫度計(jì)以及流量計(jì)的變化,控制調(diào)節(jié)閥來(lái)使得極少量的粗氖氦氣產(chǎn)品能夠較均勻的分布并均勻的從兩根管線中出來(lái),從而使得冷凝器中的流體均勻分布,避免了偏流現(xiàn)象的出現(xiàn)。
本實(shí)用新型裝置的優(yōu)點(diǎn)在于:
1.本實(shí)用新型冷凝器避免了偏流現(xiàn)象的出現(xiàn),產(chǎn)品純度更高。
2.本實(shí)用新型冷凝器換熱效果更好,換熱面積得到了充分的利用,同樣的進(jìn)氣量,防偏流冷凝器得到的產(chǎn)品產(chǎn)量更多。
3.本實(shí)用新型冷凝器換熱效果更好,換熱器面積更小,同樣的產(chǎn)品產(chǎn)量,設(shè)備的占地面積更小。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1,本實(shí)用新型的一種防偏流的冷凝器,安裝于氖氦精餾塔10頂部,所述冷凝器1內(nèi)頂部均勻分割為兩個(gè)腔室101、102,腔室101、102分別設(shè)一粗氖氦氣出口管路L101、L102,該粗氖氦氣出口管路L101、L102中依次設(shè)有溫度計(jì)T、調(diào)節(jié)閥V1、V2及流量計(jì)FG;各粗氖氦氣出口管路101、102匯總至粗氖氦產(chǎn)品氣管道;所述冷凝器1上還設(shè)有液氮進(jìn)口管路L1及其上的液位控制閥LVC、氮?dú)獬隹诠苈稬2及其上的控制閥V3。
進(jìn)一步,所述粗氖氦氣出口管路L101、L102中流量計(jì)前設(shè)置粗氖氦氣化器2、2'。
冷凝器頂部分割為兩個(gè)腔室,當(dāng)原料氣中大部分被液氮通過(guò)冷凝器冷凝下來(lái)以外,通過(guò)觀察溫度計(jì)以及流量計(jì)的變化,控制調(diào)節(jié)閥使極少量的粗氖氦氣產(chǎn)品能夠較均勻的分布并均勻的從兩根管線中出來(lái),從而使得冷凝器中的流體均勻分布,避免了偏流現(xiàn)象的出現(xiàn)。