空气预冷系统有哪几种型式？

空分装置希望压缩空气进装置时的温度尽可能低，以降低空气中的饱和水含量和主换热器的热负荷等。而空压机实际上不可能实现等温压缩，末级压缩后的空气温度可高达80～90℃。因此，空气在空压机后，进空分装置前，要对空气进行冷却。尤其是对分子筛吸附净化流程，由于分子筛的吸附容量与温度有关，温度越低，吸附容量越大。因而降低空气温度可以缩小吸附器的设计尺寸。在运转时，就能保证净化效果，或可延长切换时间，减少切换损失。因此，空气在压缩机后更要求预先将压缩空气冷却到尽可能低的温度，然后再进入吸附器。
目前采用的空气预冷系统有以下几种型式：
1）带低温水的空气冷却塔。用喷淋水与空气直接接触来冷却压缩空气。冷却水来自两部分：用污氮在水冷却塔中降低冷却水的温度后，再用泵供至空气冷却塔；另一部分用冷冻机的蒸发器提供的4～6℃的低温水，进一步将空气冷却到8～10℃的温度（见图9）。这种冷却方式是靠气、液直接接触进行换热的。它的能耗低，但操作不当有可能产生带水事故，使纯化器或主热交换器不能正常工作；
2）低温水间接冷却系统。空气经压缩机末端冷却器冷却至40℃后，再在预冷器中被低温水间接冷却至8℃。低温水由冷冻机提供。这种系统设备简单，布置紧凑，又可避免吸附器进水，但能耗较高；
3）空气与冷冻机直接换热的系统。压缩空气在经过末端冷却器冷却至40℃后，进入冷冻机的蒸发器，靠冷冻剂蒸发吸热直接对空气进行冷却。这样，不需经过低温水间接冷却，可以减小传热热阻，提高换热效果。同时，还节省了低温水循环水泵。但是，冷冻机的蒸发器需要为冷却空气而专门进行设计，设备投资大，能耗高；
4）污氮蒸发冷却系统。对于氮气产品质量没有要求的用户，可以增大污氮数量，充分利用排出冷箱的干燥污氮的吸热潜力，在水冷却塔中吸收水的蒸发潜热，将冷却水温降至12～14℃，然后再在空气冷却塔中用水将空气冷却至16℃。它类似于原先的氮水预冷系统。由于省去了冷冻机，可以减少这方面的投资，也避免了冷冻机事故对装置运转的影响。但是纯化器的投资会有所增加；
5）直接用机后冷却器冷却。当采用变压吸附再生的净化系统时，对空气的温度要求较宽容，只要小于40℃即可。因此，只要将压缩机的机后冷却器设计得留有一定余地，能将空气冷却到37℃就能满足要求。这样系统大为简化，省去水泵，采用间接冷却还可避免带水事故。

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