Установка разделения воздуха

 

Изобретение относится к технике разделения газов, может быть использовано при разделении воздуха с адсорбционной очисткой воздуха в переключающихся адсорберах . Цель изобретения - снижение динамических нагрузок на адсорберы за счет переключения клапанов в разгруженном состоянии. Установка снабжена трубопроводом со стабилизатором, соединяющим трубопроводы, отводящие осушенный и очищенный воздух из адсорберов , и трубопроводами сброса давления. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 01 О 53/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4725411/26 (22) 02.08.89 (46) 30.12.91. Бюл, (Ф 48 (71) Балашихинское научно-производственное обьединение криогенного машиностроения им. 40-летия Октября (72) В,М.Голубев, Н.В.Филин, А.Н.Федоров, В.А.Гарин, В.А.Кротов и Ю.А.Шаманаев (53) 66.074.7 (088,8) (56) Проспект фирмы "Kobe Steeb" стандартный ряд N. 4, KPN-PLANT.

Изобретение относится к области разделения газов и может быть использовано в установке разделения воздуха с предварительной адсорбционной осушкой и очисткой воздуха в переключающихся адсорберах, с регенерацией последних газом с давлением меньшим, чем давление воздуха.

Цель изобретения — повышение надежности, снижение металлоемкости и динамических нагрузок на адсорберы за счет . переключения клапанов в разгруженном состоянии.

Общий вид установки изображен на чертеже.

Установка разделения воздуха состоит из узла компримирования воздуха 1, переключающихся адсорберов 2 и 3, заполненных адсорбентом, блока охлаждения 4, блока ректификации 5, основных клапанов 6 и 7 на линии входа основного потока в адсорберы, клапанов 8 и 9 на линии выхода основного потока из адсорберов, клапанов

10 и 11 на.линии входа регенерирующего

„„ „„1701351 А1 (54) УСТАНОВКА РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА (57) Изобретение относится к технике разделения газов, может быть использовано при разделении воздуха с адсорбционной очисткой воздуха в переключающихся адсорберах. Цель изобретения — снижение динамических нагрузок на адсорберы за счет переключения клапанов в разгруженном состоянии. Установка снабжена трубопроводом со стабилизатором, соединяющим трубопроводы, отводящие осушенный и очищенный воздух из адсорберов, и трубопроводами сброса давления. 1 ил. газа, клапанов 12 и 13 на линии выхода регенерирующего газа иэ адсорберов, кла- панов 14 и 15 малого сечения на трубопроводах 16 и 17 линий сброса давления из адсорберов, трубопровода 18 со стабилизатором расхода воздуха 19, трубопроводов линий основного потока, соединяющихся-с полостями 20 над тарелками основных клапанов 6 и 7, трубопроводов линий регенерирующего газа, соединяющихся с полостями

21 под тарелками основных клапанов.

Установка разделения воздуха работает следующим образом.

Сжатый и охлажденный в узле компримирования 1 воздух (основной поток) поступает на очистку и осушку в один из адсорберов 2 или 3, охлаждается в блоке охлаждения 4, разделяется на составляющие в узле ректификации 5, и полученные продукты разделения выдаются потребителю. Другой из адсорберов 2, 3 в это время находится на регенерации. Адсорберы 2, 3 переключаются периодически.

1701351

Управление процессом осуществляется пневмоприводной арматурой, Основные клапаны (в разрабатываемых и выпускаемых нами установках) имеют условный диаметр от 300 до 800 мм, а клапаны малого сечения — от 25 до 100 мм соответственно.

При этом основные клапаны 6-13 установлены так, что воздух, имеющий давление выше, чем давление регенерирующего газа, в клапанах, находяшихся в закрытом положении, прижимает тарелку клапана к седлу, Перед открытием любого из этих клапанов давление над и под тарелкой клапана (в полостях 20 и 21) выравнивается либо за счет сброса давления через клапаны малого сечения 14 и 15, либо за счет накопления давления в другом адсорбере через стабилизатор расхода 19.

Таким образом, превмопривод этих клапанов предназначен только для преодоления силы трения при движении клапана и возможного незначительного сохранившегося перепада давления на тарелке клапана, т.е. пневмоцилиндр привода имеет малый диаметр, а шток — малое сечение и весь клапан имеет существенно меньшую металлоемкость и трудоемкость изготовления, повышается также надежность клапанов, так как .их переключение осуществляется в разгруженном состоянии.

Порядок переключения клапанов следующий. При подаче воздуха в адсорбер 2 из узЛа компримирования 1 предварительно открывают клапаны 6 и 8. Воздух под рабочим давлением, например 40 кгс/см, проходит клапан 6 и поступает нэ очистку в адсорбер 2, очищается и выходит через клапан 8 в блок охлаждения 4, При этом давление воздуха, поступая в полость 20 клапанов 12, 10, 9, 7, прижимает тарелку клапанов к седлу, В это время в адсорбере 3 идет регенерация адсорбента, Регенерирующий газ через клапан 11 поступает в адсорбер 3, отводится из него через клапан 13, давление регенерирующего газа, например 0,7 кгс/см".

По окончании регенерации адсорбера 3 закрывают разгруженные клапаны 11, 12 (давление в полостях 20, 21 одинаковое) и производят его наполнение воздухом до рабочего давления через стабилизатор расхода воздуха 19, обеспечив минимально допустимое проходное сечение в начальный период и последующее его увеличение по мере того, как падение давления, а значит и отбор газа, замедляется. Это позволяет в возможно короткий срок при сохранении допустимого колебания расхода заполнить адсорбер, что гарантирует сохранение качества продуктов разделения и сокращает га10

55 бариты адсорберов, а значит снижает их металлоемкость и трудоемкость.

После того, как давление в наполняемом адсорбере поднимается до рабочего, открывают разгруженные клапаны 7 и 9 и подают воздух из узла компримирования 1 в адсорбер 3 и закрывают разгруженные по давлению клапаны 6, 8. Давление в полостях 20 и 21 одинаковое.

При этом рабочее давление воздуха, поступая в полость 20 клапанов 11 и 13, прижимает к седлу тарелки этих клапанов.

Для сброса давления из адсорбера 2 открывают клапан 14 малого сечения. Это позволяет плавно снизить давление в адсорбере, что предупреждает разрушение адсорбента и увеличивает срок службы как адсорбента, так и адсорбера.

После сброса давления из адсорбера 2 (до принятого перепада, например 2 кгс/см ) открывают разгруженные клапаны

12 и 10 (давление в полостях 20 и 21 одинаковое) и в эдсорбер подается регенерирующий газ.

При этом рабочее давление воздуха, поступив в полость 10 клапанов 6, 8, прижимает к седлу тарелки этих клапанов.

Рассмотренный процесс периодически повторяется.

Таким образом, предложенное устройство позволяет исключить влияние переключения адсорберов на качество продукта, повышает срок службы оборудования за счет исключения динамических нагрузок на адсорберы при их переключении и за счет того, что основная арматура переключается в разгруженном состоянии, существенно снижает его металлоемкость и трудоемкость изготовления.

Формула изобретения

Установка разделения воздуха, включающая блоки компримирования, охлаждения, ректификации и устройство для очистки и осушки воздуха, содержащее два переключающихся адсорбера и систему трубопроводов для подвода и отвода воздуха и регенерирующего газа с основными клапанами, отличающаяся тем,что,сцелью повышения надежности, снижения металлоемкости и динамических нагрузок на адсорберы за счет переключения клапанов в разгруженном состоянии, она снабжена трубопроводом со стабилизатором, соединяющим трубопроводы, отводящие осушенный и очищенный из адсорберов воздух, и дополнительным трубопроводом с клапаном, проходное сечение которого меньше основных клапанов, установленным параллельно трубопроводам отвода регенерирующего газа из адсорберов, при этом

1701351 дылд

Составитель И.Рогачева

Редактор Т,Пилипенко Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Заказ 4493 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 полости основных клапанов, расположенных под тарелками и над тарелками, соединены соответственно с трубопроводами регенерирующего газа и воздуха.