低温蒸馏设备的制作方法

1.本发明涉及一种低温蒸馏设备，其意味着温度在0℃以下，优选在-100℃以下。


背景技术：

2.该设备包括蒸馏塔，该蒸馏塔具有管道，该管道连接到塔的顶部，以从塔提取气体流。由于管道和塔在低温下运行，所以它们需要放置在绝热的外壳内。如果管道连接到塔的最高点，则将增加外壳的高度。
3.这种设备的蒸馏塔在压力下运行，如果检测到过压，可以打开一个或多个安全阀，以允许气体从塔的顶部逸出并排放到大气中。
4.由于安全阀固定在外壳的顶部，将阀连接到塔的管道占据了空间，因此扩大了外壳的尺寸，并增加了外壳绝热所需的绝热量。
5.该塔由其上安装有凸的穹顶形上端盖的金属圆柱状壳体组成。该端盖可以是椭圆形端盖或球形端盖。us2962868和us4038060阐述安全阀连接到穹顶形端盖的最高点。us2016/193540和us4234391各自示出其中平行进行两项蒸馏的分区塔。离开中央隔板任一侧区段的气体必须经由并非是穹顶形端盖的最高点的位置排出。此外，必须有两个气体出口，其中在隔板的每一侧上各设置一个。us2016/193540和us4234391提供的示意图并未示出连接到穹顶形端盖的管道没有经过穹顶形端盖的最高点的上方。


技术实现要素：

6.本发明寻求使外壳和塔组件更加紧凑。特别地，当塔竖向直立时，可通过将至少一半的笔直区段定位在塔的上方来减少外壳的占地面积。本发明尤其涉及没有平行于塔的轴线的隔板的塔。
7.本发明的一个主题提供一种低温蒸馏设备，其包括旨在于低温下操作并且旨在被安装在绝热的外壳中的塔，该塔具有旨在于使用期间竖直的轴线，该塔包括其上安装/覆盖有向外凸的穹顶形顶部的壳体，该穹顶形顶部具有穹顶形端盖的形状，该穹顶形端盖具有半径r和在两个平行平面之间的高度h，并且该穹顶形顶部具有与所述壳体相等的直径d，并且该塔还包括连接到穹顶形端盖的、用于从塔提取气体的管道，该管道呈u形并且包括平行于所述两个平行平面的第一笔直区段和平行于塔的轴线的第二笔直区段，其特征在于，该管道在不同于穹顶形端盖的最高点的位置处连接至该穹顶形端盖，并且该第一笔直区段的至少一半在该塔的外部位于圆柱形空间中，该圆柱形空间具有与塔相同的轴线和相等的直径，该第一笔直区段在所述穹顶形端盖的高度并非最大高度的区域中位于所述穹顶形端盖的上方，并且该塔容纳有规整填料或板，其特征在于，至少一个安全阀和爆破片固定至所述第一笔直区段，该设备包括绝热的外壳，所述塔和所述管道位于该外壳内，该外壳具有壳顶和四个侧壁，所述至少一个安全阀和/或所述爆破片安装在所述壳顶上或一侧壁上。
8.根据其他可选方面:
[0009]-该管道是连接到该穹顶形端盖的唯一管道。
[0010]-至少大部分的所述第一笔直区段位于该穹顶形端盖的正上方。
[0011]-该第一笔直区段没有任何部分位于所述穹顶形端盖的最高点的上方。
[0012]-该管道没有任何部分位于该穹顶形端盖的最高点的上方。
[0013]-整个所述第一笔直区段仅位于该穹顶形端盖的这样的区域的上方，所述端盖在所述区域处的高度小于最大高度。
[0014]-所述第一笔直区段的至少四分之三在所述塔的外部位于圆柱形空间中，该圆柱形空间具有与所述塔相同的轴线和相等的直径。
[0015]-爆破片和至少一个安全阀固定至所述第一笔直区段。
[0016]-所述第一笔直区段在其中穹顶形端盖的高度不是最大高度的区域中位于所述穹顶形端盖的上方。
[0017]-所述第一笔直区段的长度至少等于d/4，或者至少等于d/2。
[0018]-该塔由一组的两个叠置塔的上部塔组成。
[0019]-该设备包括绝热的外壳，所述塔和所述管道位于所述外壳的内部。
[0020]-所述至少一个安全阀和所述爆破片位于所述外壳的外侧并且穿过所述外壳固定至所述第一笔直区段。
[0021]-所述外壳具有壳顶和四个侧壁，所述至少一个安全阀和/或所述爆破片安装在所述壳顶上或一侧壁上。
附图说明
[0022]
将参照附图更详细地描述本发明。
[0023]
图1和图2示出了从侧面观察的根据本发明的设备。
[0024]
图3和图4示出了从上方观察的根据本发明的设备。
[0025]
图5示出了设备的简化视图。
[0026]
图6示出了根据本发明的设备的简化视图。
具体实施方式
[0027]
图1示出了从侧面观察的根据本发明的设备，其包含蒸馏塔。必须理解，该塔可以是单塔或双塔。
[0028]
该设备包括容纳有板或规整填料的蒸馏塔，该蒸馏塔打算在0℃以下，优选-100℃以下的温度下操作。
[0029]
该塔包括圆柱形部分1，在该圆柱形部分上覆盖/安装有与圆柱形部分1的直径相等的直径d的穹顶形端盖3。穹顶形端盖3具有半径r和高度h，并且位于两个平行平面p之间。
[0030]
在该示例中，该塔是空气分离设备的塔，并且从塔1提取的气体是气态氮。根据现有技术将通过连接到端盖3的最高点5的管道排出的气体从与点5偏离的点排出，使得管道不连接到最高点。根据本发明的管道7呈u形。该管道包括平行于所述两个平行平面的第一笔直区段8和平行于塔的轴线的第二笔直区段9，该第二笔直区段由支承件11保持就位。第一笔直区段8的长度至少为d/4，或者至少为d/2。第一笔直区段的至少一半在塔的外侧位于圆柱形空间中，该圆柱形空间具有与塔相同的轴线和相同的直径。优选地，该第一笔直区段的至少四分之三位于该圆柱形空间中，或者甚至是整个区段均位于该圆柱形空间中。
[0031]
由于该管道并未连接至点5，所以允许管道尽可能靠近端盖的外表面延伸，并从而降低了总高度。
[0032]
应当注意，第一笔直区段8构成穹顶形端盖的唯一气体出口。显然，由于塔1不包含隔板，所以无需提供两个气体出口。
[0033]
图2示出了完成的图1的设备。至少一个安全阀15和爆破片13固定到第一笔直区段8。该塔布置在填充有珍珠岩或一些其他绝热体的绝热外壳17内。
[0034]
图3示出了从侧上方观看的图1的塔。
[0035]
图4示出了从正上方观看的图1的塔。这里可注意到，管道7以这样的方式定位，即它不在端盖3的最高点5的正上方通过。相比之下，至少大部分笔直区段8位于端盖3的正上方。
[0036]
图5示出了包含在外壳17内的塔1，其可以是单塔或双塔。如此形成的设备并非是根据本发明的设备，但其提供了其更好的说明。根据所知，这种布置是未知的。管道9通过端盖3的最高点5连接到塔1。为了简化附图，管道已绘制为一条线。在这种情况下，笔直区段8主要位于不在端盖3正上方的区域中，并且因此占据了地板空间。因此，外壳17具有宽度l。
[0037]
外壳具有矩形壳顶和四个侧壁。
[0038]
阀15和爆破片连接到笔直区段8上，并布置在外壳17的壳顶，以便能够向大气释放单一气体。
[0039]
图6示出了图5的变型，该变型是根据本发明的设备。在这种情况下，管道9通过并非最高点5的其他点连接到塔1。这样，笔直区段8几乎完全位于端盖的正上方，优选地完全位于端盖的正上方，并且不侵占塔1周围的空间。因此，外壳17的宽度l小于图5中的外壳的宽度l。这样，外壳的占地面积更小，填充外壳所需的绝缘体的量也更小。第一笔直区段8的至少一半位于塔的外侧并且位于外壳内部的圆柱形空间中，该圆柱形空间具有与塔相同的轴线和相同的直径。
[0040]
在这些示例中，所述一个或多个阀和爆破片安装在外壳的壳顶，但是同样可以将至少一个阀和/或至少一个爆破片安装在外壳的侧壁上。