空气预冷却系统讲义

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1、空气预冷却系统讲义空气预冷却系统摘要本文主要对空气预冷系统的工作原理、组成结构及功能、操作及操作过程中的问题及排除进行简要介绍。关键词空气冷却塔水冷却塔传热传质填料内件操作空气预冷系统是空气分离设备之配套系统，它是串接于空气压缩机系统和分子筛吸附系统之间，旨在降低进分子筛纯化器的空气温度，来减少空气的含水量，并通过水洗涤除去大部分水溶性有害物质，以保证分子筛纯化器的安全工作。一、空气预冷系统的工艺流程及原理图1是空气预冷系统的流程简图。从空气压缩机来的热空气进入空冷塔下部，由下而上穿过空冷塔中的下段、上段填料，依次与冷却水和冷冻水

2、进行微分式逆流接触而传热传质，达到冷却空气之目的。冷却水由外界供给，冷冻水由水冷塔塔底供应。来自冷箱的污氮进入水冷塔的底部，自下而上同冷却水在填料表面进行微分逆流接触，使污氮升温增湿后排入大气。对于空冷塔，当进塔的热空气为不饱和状态，进塔水温低于进塔空气的露点时，经过塔内的气液逆流接触，空气为减湿降温过程，传热方向都是由空气传给水；而水的出塔温度将可能高于进塔空气露点时，塔底的传质是由水传给空气，而塔顶的传质是由空气传给水，故在全塔内传质方向是不同的。在改变传质方向的塔截面处，水温将等于空气露点。8Page空气预冷却系统讲义对于水

3、冷塔，当未饱和的冷污氮从塔底进入，与塔顶加入的热水逆流接触时，污氮在塔内被加热增湿，水在塔内被冷却。在塔顶，污氮被加热的极限是进塔水表面的饱和湿污氮状态。实际上，由于存在传递阻力，污氮出塔温度将低于进塔水温，故进塔水的温度与其表面上的饱和湿度必然大于出塔污氮的温度和湿度。于是塔顶的传热和传质都是从水传给污氮。在塔底，水被冷却的极限是污氮进塔状态下的湿球温度，而实际出塔水温要高于湿球温度。但因进塔污氮是未饱和的，湿球温度低于污氮温度，故出塔水温将有可能低于进塔污氮温度。在此情况下，塔底的传热由污氮传给水，而传质仍然是水传给污氮。从而

4、可知在全塔内，传质方向都是由水传给污氮，故污氮在塔内是增湿过程；而传热方向是不同的，在塔内某一截面处改变传热方向，此处的污氮温度等于水温，但在全塔内仍是冷却过程。在空气或污氮与水直接接触的增湿与减湿过程可以看出，在气、液两相之间同时发生热量和质量传递。该过程是由两个相和两种组分所组成的体系，在气相的组分是不凝的干气和可凝的蒸汽；在液相则是与可凝蒸汽相同的单一组成。虽然气体和液体中还可能混有其他组分，在气液接触过程中，也可能有某些杂质发生溶解或汽化，但它们的变化在计算中均不予考虑。计算过程中的几个相关公式泛点气速计算式塔径计算式填料

5、层高度计算式，一、空气冷却塔及水冷却塔的结构特点及其功能1、塔器的种类塔设备类型有板式塔、填料塔、湿壁塔、降膜塔、喷雾塔等。其中最常用的是板式塔和填料塔。各种塔的主要特点如下表：设备流型作用原理连续相主要应用过程板式塔错流、对流积分液体/气体吸收、精馏、脱吸填料塔对流、并流微分液体/气体吸收、精馏、提馏、增湿、去湿湿壁塔（降膜塔）对流、并流微分液体/气体吸收、精馏、提馏、蒸发喷雾塔错流、对流、并流微分气体吸收、提馏、增湿、去湿8Page空气预冷却系统讲义综合与国外公司如法液空、BOC和PRAXAIR合作设计和制造的空分设备的情况,

6、他们的空气预冷系统之空冷塔及水冷塔一般为填料塔.1、填料塔填料塔一般由筒体、填料、出口防带水装置、填料支架、气体和液体分布器、中间支架、再分布器、气体和液体进出接管以及人孔等部件组成。液体通过液体分布器均匀分布在填料顶层，在重力作用下沿填料表面向下流动，与在填料空隙中流动的气体相互接触，产生传热和传质。2.1筒体筒体一般由金属板材制成。根据安装、检修需要，可采用整体焊接或分节组装结构。筒体各部分的壁厚既要满足强度和刚度要求，又要满足稳定性要求。2.2填料塔填料是填料塔的核心构件，填料的效率主要取决于填料的流体力学性能和传质性能。塔

7、填料按其单元结构与在塔内装填方式的不同可分为散堆（或颗粒）和规整（或整彻）型填料两大类。对每种类型的填料，基于减少压降、增大比表面积、增加流体扰动改善液体的分散和汇聚特性、增加表面对工艺流体的润湿性能等以满足传热和传质分离过程的要求。填料的性能由填料的材质、大小和几何形状来决定。目前，我们在空气预冷系统中使用的填料多为散堆填料，其原因只要求是散堆填料与规整填料相比，其价格低廉。散堆填料在塔内的装填方法有湿装和干装两种。湿装是在塔内先充满水（或工艺液体），然后再装填塔填料。这种装法床层空隙较大且均匀，同时又可防止填料间的碰撞损坏，广

8、泛用于陶瓷填料、玻璃填料等装填。干装是将填料直接堆放在支承板上的装法，广泛用于金属填料和塑料填料的装填。干装比湿装虽然简单，但床层空隙率却比湿装的小。不论干装或湿装，均需保证填料层具有均匀的空隙率。散堆填料装填质量的好坏（床层空隙均匀与否）直接关系