本技術涉及空氣分離設備領域，更具體地，涉及一種空氣分離裝置。

背景技術：

1、空氣分離裝置主要用于對空氣進行加工分離，其原理是將常溫空氣液化并精餾，得到氧、氮、氬等的氣態(tài)和液態(tài)產品；空氣分離裝置的熱態(tài)開車需要經過四個階段，分別為加溫吹掃、冷卻、積液、調純，理論情況下，四個階段耗時大致需要40小時(具體時間因空分機組大小有所差異)，前三個階段無產品產出，若能縮短其所需時間，可以大大提高設備效益。當冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側出現(xiàn)液體時，冷卻階段結束，進入積液階段，液體需要積累到一定量后冷凝蒸發(fā)器才能逐漸進入工作狀態(tài)，積液過程需要空壓機全負荷運行，這對于中大型的空氣分離裝置來講，其耗電量相當驚人，積液階段一般耗時十幾二十幾小時左右，具有較大操作空間。

2、申請公布號為cn109974394a的發(fā)明專利申請公開了一種空氣分離裝置及其開工階段進行積液的方法，該發(fā)明提供的空氣分離裝置包括空氣分離塔，所述空氣分離塔包括下塔和上塔，所述上塔設置有液氮入口、空氣入口、液空入口、液相出口和若干個氣相出口，液氮入口的位置高于空氣入口；與空氣入口相連的空氣輸送管道；與液氮入口相連的液氮輸送管道；空氣分離裝置開工時，將液氮和空氣分別通過相應的輸送管道輸入到空氣分離塔的上塔中，逐塔板實現(xiàn)上升空氣的冷凝和液氮氣化，冷凝的液體流至上塔內底部，形成積液。

3、上述方案主要是在上塔中接入液氮和空氣，液氮氣化吸熱，空氣被冷凝下流至上塔內底部，從而實現(xiàn)積液的加快，但這種方法還是要液氮冷凝的液體在上塔內底部積液到一定量才能使冷凝蒸發(fā)器工作，進行冷凝、積液這一過程所需時間長，導致整體啟動速度慢，耗電量大。

技術實現(xiàn)思路

1、本實用新型旨在克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種空氣分離裝置，用于解決冷凝的液體在上塔內底部要不斷積液到一定量才能使冷凝蒸發(fā)器工作，進行冷凝、積液這一過程所需時間長，導致整體啟動速度變慢，耗電量大的技術問題。

2、本實用新型采取的技術方案是，一種空氣分離裝置，包括空氣分離塔、充冷管和充冷模塊；空氣分離塔包括依次連接的上塔和下塔，上塔和下塔之間設置有冷凝蒸發(fā)器，冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側設置在上塔內底部，冷凝蒸發(fā)器的冷凝側設置在下塔內頂部；所述充冷管出口與上塔底部連接；所述充冷模塊與充冷管進口連接，積液階段，用于向充冷管內供給空氣分離塔產出液。

3、在積液階段，通過充冷模塊向充冷管內供給空氣分離塔產出液，空氣分離塔產出液通過充冷管充入上塔內底部，充入的空氣分離塔產出液在上塔內底部積累至一定量后，冷凝蒸發(fā)器即可開始工作，相當于省去了現(xiàn)有技術中冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側冷凝、積液這一過程，縮短了積液時間，加快了啟動速度，無需耗電，降低了整體的運行成本。

4、進一步的，所述充冷模塊與充冷管進口之間設置有低溫截止閥，所述低溫截止閥進口與充冷模塊可拆卸連接，所述低溫截止閥出口與充冷管進口固定連接。在積液完成后，通過低溫截止閥截止充冷管，以使上塔和下塔能進行正常運行。

5、進一步的，所述充冷模塊上連接有用于輸出空氣分離塔產出液的軟管，所述軟管通過快速接頭與低溫截止閥進口連接。軟管能進行任意彎折，使用時更為方便，快速接頭便于快接、快拆，能有效縮短連接時間，提高連接效率，使用體驗更佳。

6、進一步的，所述充冷模塊為帶有增壓裝置的空氣分離塔產出液儲槽或槽車。空氣分離塔產出液儲槽或槽車儲藏大量空氣分離塔產出液，在積液時，能將空氣分離塔產出液快速充入上塔內底部，所需時間短，充入時間快。

7、進一步的，所述空氣分離塔產出液為液氮或液氧。在空氣分離裝置正常運行時，上塔內底部產生的液體為液氧，若向上塔內底部充入的空氣分離塔產出液為液氧，則相當于使上塔直接過渡到積液后的正常運行狀態(tài)；若向上塔內底部充入的空氣分離塔產出液為液氮，則其冷量較液氧更多，且安全性更好，也可使冷凝蒸發(fā)器進入工作狀態(tài)。

8、進一步的，所述上塔底部設置有液氧取出管，所述液氧取出管上設置有閥門二，所述閥門二與上塔之間的液氧取出管上連接有液氧排放管，所述液氧排放管上設置有閥門一，所述充冷管出口連接于閥門一與液氧取出管之間的液氧排放管上。利用了液氧取出管和液氧排放管，實施時無需冷箱扒砂和高空作業(yè)，能有效降低成本。

9、進一步的，從上塔塔體頂部往下依次設置有氮氣排出管、污氮氣排出管、氬餾份氣排出管和氧氣排出管，所述氧氣排出管的位置高于液氧取出管的位置。氮氣排出管、污氮氣排出管、氬餾份氣排出管和氧氣排出管分別用于輸出氮氣、污氮氣、氬餾份氣和氧氣，液氧取出管用于輸出液氧。

10、進一步的，所述下塔上設置有液氮回流管，所述液氮回流管具有第一端和第二端，所述液氮回流管的第一端用于連接下塔內頂部設置的液氮接液槽，所述液氮回流管的第二端與下塔頂部連接，所述液氮回流管第二端的高度小于液氮回流管第一端的高度，所述液氮回流管上設置有閥門。所述空氣分離塔上設置有液氮輸送管，所述液氮輸送管的一端與液氮回流管連接，所述液氮輸送管的另一端與上塔頂部連接。液氮回流管將液氮接液槽內的一部分液氮回流入下塔作為下塔的回流液，同時另一部分通過液氮輸送管輸入上塔作為上塔內頂部精餾段回流液。

11、進一步的，所述空氣分離塔上設置有液空輸送管，所述下塔底部通過液空輸送管與上塔中上部連接，所述下塔中下部連接有壓縮空氣輸送管。壓縮空氣輸送管主要用于為下塔輸送壓縮空氣，液空輸送管用于將下塔內底部的液空輸送至上塔中上部。

12、與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果為：在積液階段，通過充冷模塊向充冷管內供給空氣分離塔產出液，空氣分離塔產出液通過充冷管充入上塔內底部，充入的空氣分離塔產出液在上塔內底部積累至一定量后，冷凝蒸發(fā)器即可開始工作，相當于省去了現(xiàn)有技術中冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側冷凝、積液這一過程，縮短了積液時間，加快了啟動速度，無需耗電，降低了整體的運行成本。

技術特征：

1.一種空氣分離裝置，其特征在于：包括空氣分離塔(1)、充冷管(2)和充冷模塊(8)；所述空氣分離塔(1)包括依次連接的上塔(4)和下塔(5)，所述上塔(4)和下塔(5)之間設置有冷凝蒸發(fā)器(6)，所述冷凝蒸發(fā)器(6)的蒸發(fā)側設置在上塔(4)內底部，所述冷凝蒸發(fā)器(6)的冷凝側設置在下塔(5)內頂部；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種空氣分離裝置，其特征在于：所述充冷模塊(8)與充冷管(2)進口之間設置有低溫截止閥(3)，所述低溫截止閥(3)進口與充冷模塊(8)可拆卸連接，所述低溫截止閥(3)出口與充冷管(2)進口固定連接。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種空氣分離裝置，其特征在于：所述充冷模塊(8)上連接有用于輸出空氣分離塔產出液的軟管(9)，所述軟管(9)通過快速接頭(10)與低溫截止閥(3)進口連接。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種空氣分離裝置，其特征在于：所述充冷模塊(8)為帶有增壓裝置的空氣分離塔產出液儲槽或槽車。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種空氣分離裝置，其特征在于：所述空氣分離塔產出液為液氮或液氧。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種空氣分離裝置，其特征在于：所述上塔(4)底部設置有液氧取出管(7)，所述液氧取出管(7)上設置有閥門二(21)，所述閥門二(21)與上塔(4)之間的液氧取出管(7)上連接有液氧排放管(19)，所述液氧排放管(19)上設置有閥門一(20)，所述充冷管(2)出口連接于閥門一(20)與液氧取出管(7)之間的液氧排放管(19)上。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種空氣分離裝置，其特征在于：從上塔(4)塔體頂部往下依次設置有氮氣排出管(14)、污氮氣排出管(15)、氬餾份氣排出管(16)和氧氣排出管(11)，所述氧氣排出管(11)的位置高于液氧取出管(7)的位置。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種空氣分離裝置，其特征在于：所述下塔(5)上設置有液氮回流管(12)，所述液氮回流管(12)具有第一端和第二端，所述液氮回流管(12)的第一端用于連接下塔(5)內頂部設置的液氮接液槽，所述液氮回流管(12)的第二端與下塔(5)頂部連接，所述液氮回流管(12)第二端的高度小于液氮回流管(12)第一端的高度，所述液氮回流管(12)上設置有閥門。

9.根據(jù)權利要求8所述的一種空氣分離裝置，其特征在于：所述空氣分離塔(1)上設置有液氮輸送管(13)，所述液氮輸送管(13)的一端與液氮回流管(12)連接，所述液氮輸送管(13)的另一端與上塔(4)頂部連接。

10.根據(jù)權利要求1-9任一項所述的一種空氣分離裝置，其特征在于：所述空氣分離塔(1)上設置有液空輸送管(17)，所述下塔(5)底部通過液空輸送管(17)與上塔(4)中上部連接，所述下塔(5)中下部連接有壓縮空氣輸送管(18)。

技術總結
本技術涉及空氣分離設備領域，公開了一種空氣分離裝置，包括空氣分離塔、充冷管和充冷模塊；空氣分離塔包括依次連接的上塔和下塔，上塔和下塔之間設置有冷凝蒸發(fā)器，冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側設置在上塔內底部，冷凝蒸發(fā)器的冷凝側設置在下塔內頂部；所述充冷管出口與上塔底部連接；所述充冷模塊與充冷管進口連接，積液階段，用于向充冷管內供給空氣分離塔產出液；空氣分離塔產出液通過充冷管充入上塔內底部，充入的空氣分離塔產出液在上塔內底部積累至一定量后，冷凝蒸發(fā)器即可開始工作，相當于省去了現(xiàn)有技術中冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側冷凝、積液這一過程，縮短了積液時間，加快了啟動速度，無需耗電，降低了整體的運行成本。

技術研發(fā)人員：付金雯,殷楠楠,鞏鵬,高健,王常鋒,田現(xiàn)德,魏傳波,王敏
受保護的技術使用者：萊蕪天元氣體有限公司
技術研發(fā)日：20240329
技術公布日：2024/12/30