李乐斌 齐恩伍 吕卫星 胡石林

(中国原子能科学研究院 北京 102413)

1 引言

在化工装置中气体循环泵是常用设备。在本实验所建立的串级低温精馏装置中,需要将原料气体从一级精馏塔再沸器出口通过气体循环泵排到二级精馏塔进料处。考虑到设备上下游进出口压差较大,控制预算成本等具体问题,提出用低温泵代替气体循环泵实现物料的正常运转。低温泵是一种特殊泵,多用于石油、空分和化工装置来输送低温液体[1]。按照介质的供应方式区分,低温泵可分为贮槽式低温泵、流程低温泵、小型制冷机低温泵[2]。鉴于本实验装置采用液氮作为精馏塔的冷源,从节约成本与一体化设计等方面综合考虑选择贮槽式低温泵。低温介质液氮直接注入泵内贮槽,使原料气体冷凝到储罐。气体管路形成压差,原料气自行流动到储罐达到抽气目的。这种低温泵的特点是无振动、无噪声、无污染,工作压强范围宽,结构简单、费用低。

2 低温泵结构与工作流程

针对工艺要求,设计出低温泵结构与实物图如1所示。低温泵采用3 层罐式结构,原料罐浸泡在液氮罐中,最外层为真空罐。该设备共有原料气进出口、液氮进出口、原料气加热棒和液氮加热棒等接口。正常运行时低温泵有进料、预热和出料3 种模式。进料模式下液氮直接注入液氮罐,通过液氮加热棒温度、出口氮气温度和低温电磁阀通断时间的相互作用调节罐内的液位高度。此模式下原料气通过压力差被吸入到低温泵的原料罐,通过质量流量计记录进入的气体质量,原料气以液态形式存储在罐内。……