Установка для разделения воздуха

 

Изобретение относится к криогенной технике. Целью изобретения является увеличение выхода чистых продуктов разделения воздуха. Установка для разделения воздуха характеризуется тем, что параллельно детандеру установлен струйный аппарат, входной патрубок которого подсоединен к трубопроводу воздуха высокого давления после основного теплообменника. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5п5 F 25 J 3/04

ГО СУДА Р СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ы наев (21) 4603233/06 (22) 09.11.88 (46) 15.07,91. Бюл, М 26 (71) Краснодарский политехнический институт (72) В.М.Шляховецкий (53) 621,57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 978810, кл. F 25J 01/00, 1982.

Изобретение относится к криогенной технике.

Целью изобретения является увеличение выхода чистых продуктов .разделения воздуха, На фиг. 1 представлена установка для разделения воздуха; на фиг. 2 — аппарат с отделителем жидкости, входящим в установку для разделения воздуха; на фиг. 3— патрубок ввода газового трубопровода в ректификационную колонну.

Установка содержит компрессор 1 для сжатия воздуха, предварительный теплообменник 2, аппарат 3 очистки воздуха от влаги, углекислоты и углеводородов, основной теплообменник 4, охладитель 5, детандер 6, ректификационную колонну 7, конденсатор

8 сжатого воздуха, аппарат 9 с отделителем жидкости, испаритель-конденсатор 10, азотный теплообменник 11, азотный дроссель-вентиль 12, азотный компрессор 13, аргонный теплообменник 14, концевой теплообменник 15, входной патрубок 16 подвода сжатого воздуха, сопло 17 Лаваля, камеру

18 мешения с распределителем 19 жидко!

Ы, 16б3350 А1 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ В03ДУХА (57) Изобретение относится к криогенной технике. Целью изобретения является увеличение выхода чистых продуктов разделения воздуха. Установка для разделения воздуха характеризуется тем, что параллельно детандеру установлен струйный аппарат, входной патрубок которого подсоединен к трубопроводу воздуха высокого давления после основного теплообменника. 3 ил, сти, диффузор 20, отделитель 21 жидкости. патрубок 22 жидкостной, патрубок 23 газовый, корпус 24 колонны 7, ректификационные тарелки 25, перегородку 26, опору 27.

Установка работает следующим образом.

Компрессор 1 сжимает воздух до давления 5 — 9 МПа, затем воздух охлаждают в предварительном теплообменнике 2, очищают от влаги, углекислоты и углеводородов в аппарате 3, охлаждают в теплообменнике парами азота, охлаждают в охладителе 5 внешним хладоносителем и подают в теплообменник 4.

Затем воздух разделяют на два параллельных потока: основной поток в количестве не менее 80% подают на детандер 6, где воздух адиабатно расширяется до промежуточного давления, при этом образуется жидкий воздух. B конденсаторе 8 происходит ожижение оставшегося газообразного воздуха при РяР, а жидкий воздух собирается в нижней части конденсатора 8.

Второй поток сжатого воздуха в количестве не более 20% подается в аппарат 9.

1663350

Поток сжатого воздуха проходит через пат- . рубок 16, адиабатически расширяется в сопле 17 Лаваля с достижением на срезе сопла числа М1. По патрубку распределителя 19 жидкости через теплообменник 14 5 из конденсатора 8 в камеру 18 смешения подается жидкий воздух. Проходя через отверстия во внутренней трубе камеры смешения, жидкость дросселируется в поток холодного расширившегося воздуха, после 10 чего смесь направляется в диффузор 20.

Жидкий воздух отделяется в отделителе 21 жидкости и подается в вЕрхнюю часть колонны 7 на ректификационные тарелки 25, стекает вниз, обеспечивая осуществление 15 процесса ректификации.

Несжиженный воздух через патрубок

23 отводится из отделителя 21 жидкости и через патрубок вводится через стенку корпуса 24 внутрь колонны 7, в зазор между 20 ректификационными тарелками. Поток воздуха натекает на перегородку 26 и проходит через зазор в пространство между тарелками 25, где затормаживается. Тем самым в колонну вводится дополнительное количе- 25 ство теплоты, что способствует дополнительному выкипанию азота из стекающей по вышележащим тарелкам 25 колонны 7 флегмы. Это способствует увеличению выхода чистых продуктов, Стекающая жид- 30 кость обогащается кислородом, после чего она стекает в нижнюю часть колонны 7, где теплотой конденсации сжатого воздуха в конденсаторе 8 обеспечивается испарение.

Жидкий кислород из нижней части колонны 35

7 разделяется на два потока: один направляют в теплообменник 15, где подогревают до параметров окружающей среды и в виде газа выдают потребителю; другой поток направляют в испаритель-конденсатор 10, где 40 из жидкости испаряют остаточный азот, после чего жидкий кислород подают в теплообменник 11, охлаждают и подают потребителю.

Азот из колонны 7 пропускают через 45 теплообменник 11 и разделяют на два потока, Большую часть потока нагревают в охладителе 4 и предварительном теплообменнике 2, меньшую часть направляют в теплообменник 15, после чего потоки смешивают и направляют к компрессору 13 для сжатия азота. Азот сжимают в компрессоре

13 до давления Р>)Р» и делят на два потока. Часть потока выдают потребителю в виде сжатого газа, основной поток — циркуляционный азот — направляют на охлаждение в теплообменник 15, конденсируют в испэрителе-конденсаторе 10, охлаждают жидкий азот в теплообмен нике 11, расширяют в азотном дроссель-вентиле 12 и подают жидкий азот на верхнюю тарелку колонны 7 в качестве флегмы.

Из средней части ректификационной колонны 7 отбирают азотную фракцию, подогревают в теплообменниках 14 и 15 и либо используют в аппарате 3 для регенерации поглотителей, либо выбрасывают в атмосферу, Предложенная установка позволяет увеличить выход чистых продуктов разделения воздуха до 5, Формула изобретения

Установка для разделения воздуха, содержащая магистраль с последовательно установленными компрессором, охладителем воздуха, аппаратом очистки воздуха от влаги, углекислоты .и углеводородов, основным теплообменником, детандером и колонной однократной ректификации, а также азотный компрессор и дроссельный вентиль азота, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выхода чистых продуктов разделения, установка дополнительно содержит сопло Лаваля, камеру смешения с распределителем жидкости, диффузор и отделитель жидкости с жидкостным и газовым патрубкэми, последовательно подключенные к магистрали между основным теплообменником и детандером, распределитель жидкости подключен к нижней части колонны, жидкостной патрубок отделителя жидкости — к верхней части колонны, газовый патрубок — к средней части колонны и в месте подключения последнего в колонне расположена перегородка перпендикулярно оси патрубка, 1б63350

Составитель Н.Лобанов

Редактор М.Циткина Техред M.Ìîðãåèòàë Корректор С.Черни

Заказ 2253 Тираж 326 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101