Установка для очистки аргона от кислорода и азота

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ АРГОНА ОТ КИСЛОРОДА ,И АЗОТА, соаержашая взаимосвязанные межоу со- , возцухоразаёлительный блок оля получения сырого аргхжа, контактный аппарат с теплоообменником-поаогреватепем и осушителем аргона, колонну очистки аргона от азота с верхним конденсатором ОЛЯ улавливания аргона и воаороаа из отаувочных газов, отличающаяся тем, что, с целью уменыиения потерь аргона, повыиения качества его очиспси в снижения затрат электроэнергии , установка снабжена последовательно соединенными конденсаторомобогатителем и устройством для сжатия обогащенных водородом газов, установленными между верхним конденсатором колонны очистки аргона от азота и контактным аппаратом. . 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что конденсатор обогатитель соединен трубопрсеодом возврата жидкой аргон-азотной смеси с воздухоразделительным блоком.

SU„„1043443

СОКИ СОВЕТСНИХ

PECflVSJlHH

А. . - gag Р 25 Ю 3/04. @СУДАРСТВЕ Й 0M CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ (21) 3271869/2326 и осушителем аргона, колонну очистки (22) 27.03,81 аргона от азота с верхним конденсато(46) 23.09.83. Бюл. Ж 35 ром аля улавливания аргона и sottopoaa (72) Н. К. Поливалин, Н. И. Давыдов .-- ..=-. иэ отдувочных газов, о т л и ч а юи B. Б. Клейнерман .,,-. щ а я с я тем, что, с целью уменьше (71) Проиэвоцствэннотехническое:.,::-",. ыия потерь аргона, повьыения качества предприятие Специализированного треста:- -*" его очистки и снижения затрат электро Укрэнергочермет энергии, установка снабжена послеаова(53) 621 59 (088.8) -:::=:::- тельно соединенными конаенсатором(56) 1. Справочник Кислороа";,.: — "-::, обогатителем и устройством аля сжатия

Поа ред. Д. Л. Глиэманенко. М., 1973,: -: .,-- обогащенных воцороцом газов, установс. 45-50. "- ленными межцу верхним конценсатором колонны очистки аргона от азота tt кон(54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТ -. :: тактным аппаратом.

КИ АРГОНА ОТ КИСЛОРОДА И АЗОТА; - . : 2. Установка по и. 1, о т л и ч а содержащая взаимосвязанные между со,:-. ю щ а я с я тем, что конценсаторбой воэцухораэделнтельный блок цля по-. -.--., обогатнтель соеаинен трубопроводом лучения сырого аргона, контактный ад а-,. - :- .возврата жидкой аргон-азотной смеси с рат с теплоообменником-поаогревателем -:;:.:.;: воэдухораэделительиым блоком.

1 1043

Изобретение относится к холодильной технике, а более конкретно к разделению воздуха .ниэкотемперату рной ректификацией; и может быть использовано при проектировании новых и модернизации цействуюших возцухораспре целительных установок с .получением аргона. .

Наиболее близкой к изобретению по технической сушности. является устанои ка, состояшая из воздухоразделительного блока цля получения сырого аргона, «онненсатора - ожижителя сырого аргона, устройства цля гицростатического сжигания. жицкого сырого аргона до цав ления 0,30-0,35 МПа, испарителя сжа ! того сырого аргона, контактного аппарата с теплообменником-подогревателем и осушителем аргона, колонны очистки ар- гон& от. азота с: веркним конценсатором и испарителем 31 3 .

Недостатками установки являются по» терн арона и воцороца с отцувочными

; газами и низкое качество очистки аргона от азота и кислорода.

Йыь изобретения - уменьшение по- . д5 терь аргона, повышение качества его очистки и снижение затрат электроэнерPHH.

Эта цель достигается тем, что в уотановку для очистки аргон& от кисло- . рода и азота, содержащую вэаимссвязан: ные межцу собой воэдухораэцелительный бло«для получения сырого аргон&, кон-. тактный аппарат с теплообменникомпоцогревателем н осушителем аргона, колонну..очистки аргон&. от азота с верх» ним «онденсатором цля улавливания . аргона и водорода -as отдувочных газов, ., снабжают последовательно соединенными конценсаторомобогатителем и устрой стюм цля сжатия обогашенных воцоро40: дом газов, установленными между верхним конденсатором колонны очистки аргОна От азота и контактным &oil&pa, том.

Кроме того; конденсаторобогатитель

45 соединен трубопроводом возврата жицкой аргчжезошой смеси с возцухоразделительным &гpepQ том

Сущность изобретения заключается

I в.том, что в «oaw«carope-испарителе отдувочные газы разцеляют на жидкую азов аргонную смесь и обогашенный

: водороцом остаток, С азотаргонной : смесью нз KQHQHHbI чистого аргон& выводится азот, который в смеси с аргоном сливается в верхнюю колонну воэцухо раэделительного блока, в котором аргон улавливается, а азот уцаляется в атмос-, 443 2 фару. Вывод азота иэ колонны чистого аргона является непременным условием воэвпата обогащенной водородом, смеси в контактный аппарат. Для этой цели

М служит устройство для сжатия, например компрессор и (или) эжектор чистого водороца. При использовании прецлагаемой установки исключается загрязне ние сырого аргон& водородом, благодаря чему становится возможным обеспечить конценсацию сырого аргона и сжатие его гидростатическим методом, исклю чив .из схемы установки для очистки сырого аргона гаэоцувки или компрессоры цля сжатия сырого аргон&.

Благодаря тому, что .в компрессоре прецлагаемой установки (в отличие от известной) количество сжимаемых отдувочных газов в 10 20 раз.меньше, чем количество сжимаемого сырого аргона, и в 2-4 раза меньше степень сжатия, то габариты компрессора предло. женной установки .и потребляемая им энергия буцут в 20-100 раз меньшими, чем в известной установке.

Если же компрессор установить после конценсатора-обогатителя, то расход и степень сжатия отцувочных газов снизят ся еше в 2-3 раза, à расход энергии в 6-10 раэ. И наконец, при. замене компа рессора эжектором, работаюшим на свежем водороде, электроэнергия расходоваться не будет.

На чертеже изображена принципиальная схема прецложенной установки, Установка состоит из последовательно ъ соециненных трубопроводами возцухораэделительного блока 1 цля получения сырого аргон&, трубопровоца 2, испари» теля .3 сырого аргона, устройства 4 для сжатия, вентиля 5, теплообменникапоцогревателя 6, контактного аппарата 7, холоцильника 8, ацсорбера 9, колонны .10 очистки аргон&, верхнего конденсатора 11, конденсатора»обогатителя 12, устройства 13 цля сжатия, трубопровода 14, газоаналиэатора 15, Устройство 4 для сжатия установлено на потоке свежего воцороца, поступаю шего в установку, и предназначено цля повышения давления обогашенной водородом смеси, перемешаемой из конценса-. тора-обогатителя 12 в теплообменникпоцогреватель 6. Конденсатор-обогатитель 12 прецнаэначен для уцаления азо та иэ отдувочных газов путем конденсации иэ смеси азота и аргон& и дросселиро» вания полученной жидкости в веркнюю колонну возцухораспрецелительного блока.

3 . ° . 1043443 4

Он установлен нац верхним конценсато трубопровод слива аргонной фракции иэ ром,колонны очистки аргона и соецинен .. колонны сырого аргона в вепхнюю копатрубком выхода обогащенной воцоро- " лонну, где азот переводят s отбросной дом смеси с устройством 13 цля сжа - газ, .а аргон улавливают. Оставшийся в тия либо с устройством 4 (если устрой- .:. газообразном состоянии водород в смеси ство 13 для сжатия в установке отсут;- . с азотом и арф оном сжимают в устройствует, либо если оно.установлено меж,:, ствах 13 и .4 для сжатия и возвращают ду верхним конденсатором и «онденсато» .— в контактный аппарат 7 для гицрирова ром-обогатителем).: ния кислорода.

Пример 1 . В воздухоразде- . д-: лительном блоке 1 метоцом низкотем- П р и M е р 2 . Отличается от припературной ректификадии возцух раэцеля% . .мера 1 тем, что устройство 13 для ют на азот, кислороц и жидкий сырой ар-,сжатия. 13 устанавливают межцу. верхним гон, который:сжимают в напорном трубо .. конценсатором 11 и конценсатором-обо проводе 2 цо 0,3-0,35 МПа, а затем >> гатителем 12. В этом случае перед кон испаряют под этим цавлением и нагрева; .> денсаиией азота и аргона из водороцют цо положительных температур в ис, содержащей смеси ее сжимают цо давле парителе 3 сырого аргона. Полученный:= . . ния 0,4-0,6 МПа, после чего частично сырой аргон смешивают с водородом, конценсируют, а несконценсированный поступающим из устройства 4 цля сжа- . остаток возвращают в контактный аппа тия, расхоц которого регулируют seam- =". рат 7. Устройство 4 для сжатия в этом лем 5, и нагревают в теплообменнике-,,случае из схемы установки исключают. . поцогревателе 6 цо 500-550 К,. а затем. . Пример 3 . Отличается от при; в контактном аппарате 7 очищают от . ; мера 1 тем, что из схемы исключают усъ кислорода гицрированием его водородом ройство 13 цля сжатия, а поцачу нескон на катализаторе. В теплообменнике 6 и ..:ценсированного в койденсаторе-обогати холодильнике 8 очищенный от кислорода теле газа в контактный аппарат 7 осуаргон охлаждают, а пары воцы конденси- -.. ществляет устройство 4 цля сжатия. руют и выводят, после чего гаэ осушают . :.: Такое решение возможно благодаря тому, в адсорберах 9; Очищенный от кислоро- что давление свежего водорода состав

30 aa и осушенный, технический аргон .: . ляет 0,6-0,8 МПа (0,5 кГс/см2). По(1-10% N; 2-3% Н> и 87-97% 4 ") дачу в сисгему свежего водорода произвоохлажцают и большей частью ожижают .. дят автоматически через вентиль 5, в испарителе 3 сырого аргона и подают работакздий от газоанализатора 15. С по» в колонну 10 .очистки аргойа, гце получа " мощью этих устройств иоцдерживают иэ ют и выдают потребителю чистый жидкий З5. быток воцороца в техническом аргоне, аргон. Под.крьппкой верхнего койденса- : . равный 2-3%, что обеспечивает высокую тора 11 собирают плохо конценсируемую - . степень очистки аргона от кислороца. воцороцосодержашую смесь (30 BOOhl, Изобретение будет использовано на

20-30% Н и 20-30% Я ), которую : возпухораспределительных установках на

1 частично конденсируют в кенценсаторе-: -, . которых вырабатывается сжатый сырой обогатнтеле 12 за счет испарения в -- . аргон и моцернизация которых позволит .межтрубном пространстве азота поц gas . ..: .применять несложные малогабаритные пением 0,11-0,13 MIla, машины. При использовании изобретения

Полученную в конденсаторе-обогати-: на этих установках буцут исключены по теле 12 жидкую аргонаэътную смесь;. терн soaapona и уменьшены потери арль 45 направляют в верхнюю колонну возцухо на. Кроме того, повысится качество очись разделительного блока 1; например в . ки аргона от кислорода и азота.

1043443

ВНИИПИ Заказ 7316/41

Тираж 530 Подписное

Филиал ППП Патент", г.Ужгород,ул. Проектная,4