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答:在空分设备上应用的高压汽化器,根据目前充瓶上使用的大致有三种型式:
第一种是水浴式,盘管放入水中,并伴有水蒸汽通入水中,用热水使液氧(或液氮、液氩)汽化。盘管采用单根或多根直径较大的管子,如φ25×3(4)mm,盘统而成。一般做一层,上下装有汇流管(或集合器),单根的没有。为便于安装,进、出口管都朝上。管子材料常用铝管或不锈钢管。水温保持在80-90℃,因为超过100℃水就要汽化。该换热器的优点是温差大。缺点是冷量不能回收,要消耗一定量的蒸汽,而且压力约0.4MPa(表压),一般要设置一台低压锅炉(厂内有汽源的可不设置),也有用电加热的。第二种是空浴式,换热器放在大气中,用空气来加热低温液体,使之汽化。传热管为拉制的星形大肋片复合管,外管为铝星形管,内管为不锈钢管。肋片外径为φ113mm,肋片厚度2-3mm,管子内径为φ22mm,壁厚3mm。肋片共8片内管为φ22mm×2mm,二次表面强化8倍多。该换热器立式安装,通常根据产汽量的多少来确定并联的单元组数。单元组有8根星形管串联焊接而成,可以上下变动,高度约2m多,便于运输。一个单元组产汽量约50-75m3/h,通常一台300m3/h的汽化器采用6组并联。单元组间每根星形管之间用连接板固定,避免晃动。每组之间设有汇流管,朝下安装,进、出口管与汇流管是合用的,方向是一边进,另一边出。整个汽化器安装于一个框架内。该换热器的优点,是不需消耗电能及水蒸汽能,操作安全、方便。缺点是伟热系数小、体积大、重量重,成本高,冷量也不能回收。
第三种是装于分馏塔内的氧换热器(即液氧汽化器),用流程本身的空气加热,由空气回收氧的冷量,带入塔内,减少分馏塔的冷损。该换热器常做成多根单管或多根套管盘管式两种。根据流程的压力确定管间或套管之间所受的空气压力,故小型空分设备的氧换热器(部分医用氧)做成一般的盘管结构,使外筒受较高压力,制造要求高。盘管用φ6mm×1mm紫铜管,经多层盘绕而成;汇流管用铜元或六角铜棒加工而成。目前在大型空分设备的汽化器上也有采用的,用来汽化液氩和液氮,管间仅受低压压力,盘管采用不锈钢管或紫铜管,但管径先得大些。汇流管用环形结构。这种换热器的伟热系数小些,但制造比较简单,材料消耗多些。一般做成单独的结构。另一种是套管式的氧换热器,用多层盘绕而成。外管用φ10mm×1mm,内管用φ5mm×1mm,管子的集合器采用双法兰结构,这种换热器曾在150m3/h空分设备(全部医用氧)氧换热器上使用过,它与主换热器做成一只,由空气与氮气、氧及空气与馏分、氧两个隔层三股流传热,套管外流氮气或馏分气。做成后结构紧凑,体积小,传热好;缺点是制造比较复杂。目前已可做成汇流管代替双法兰结构,可节省很多材料。汇流管与套管采用银焊后,制造质量更保证,制造更方便。
中国空分设备公司(退休) 陈锡顺
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