Способ разделения воздуха

 

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 25 J 3/04

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (1,0 1) ".. 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

* »А г (21) 4680050/06 (22) 18.04.90 (46) 23.10,92. Бюл. 1ч 39 (71) Научно-производственное объединение

"Криогенмаш" (72) А.Н.федоров, Б.И.Волынский, B.À.Ãàрин, В.А.Кротов, В,М,Голубев и Ю,А.Шаманаев (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N. 851032, кл, F 25 JЗ/00,,1981, 2. Каталог "Криогенное оборудование", ч. II. — Москва, 1976, с. 65.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к разделению воздуха, а именно к очистке воздуха от примесей с помощью адсорбентов.

Известен способ разделения воздуха, включающий очистку воздуха на адсорбентах с последующими регенерацией,адсорбента путем нагрева и охлаждения регенерирующим газом (1).

Недостатком этого способа является дополнительный расход низкотемпературного холода на компенсацию тепла, выделившегося эа счет адсорбции азота при заполнении адсорбера и вносимого в блок разделения. и связанные с этим нарушения режима работы блока.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ разделения воздуха, реализованный в установке разделения воздуха, включающий очистку воздуха на адсорбентах, регенерацию адсорбента нагретым газом . последующим охлаждением. В этом способе подаваемый на разделе„.,50„„1770690 А1 (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА (57) Использование: установки разделения воздуха и очистка воздуха от примесей с помощью адсорбентов. Сущность изобретения: использование части продукционного . азота в качестве регенерирующего газа, подаваемого на регенерацию адсорбента при температуре от (-16) до (-32) С и давлении

Р=0,6 кгс/см . 1 ил. 1 табл, ние воздух очищается от примесей на адсорбентах с последующей регенерацией и охлаждением адсорбента, после че-о адсорбер заполняют до рабочего давления чистым воздухом и подают прямой поток воздуха (2).

Недостатком известного способа маляется дополнительный расход низкотемпературного холода на компенсацию тепла, вносимого в блок разделения за счет адсорбции азота при заполнении адсорбера и нарушение режима работы блока.

Целью изобретения является повышение эффективности путем стабилизации разделения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разделения вовздуха, в:лючающем его очистку на адсорбентах с последующей регенерацией последнего путем нагрева и охлаждения регенериру1ющим газом и получение продукционных азота и кислорода под давлением. новым является то, что в качестве регенерирующего газа используют часть продукционно о азота, 1770690 подаваемого на регенерацию адсорбента при температуре (-16) до (-32) С и давлении

Р=0,6 кгс/см .

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна", При изучении других Известных технических решений в данной областитехники и проведении сопоставительного анализа признаки, отличающие заявляемые изобретения от прототипа, не были выявлены в них и поэтому они обеспечивают дан-. ному техническому. решению соответствие критерию "существенные отличия".

На чертеже схематично показано устройство, в котором реализован заявляемый способ, где блок разделения 1 посредством трубопровода 2 связан с адсорберами 3 и 4, которые трубопроводом 5 соединены с компрессором 6. Блок разделения 1 трубопро-. водом 7 соединен с электронагревателем 8 и холодильником 9. Холодильник 9 трубопроводами соединен с дополнительной холодильной машиной. 10.

Пример конкретного выполнения.

Адсорберы 3 и 4, на которых происходит очистка воздуха от примесей, заполнены адсорбентом типа NaX.

Цикл работы адсорбера включает в себя адсорбцию примесей из воздуха, сброс давления из адсорбера, регенерацию адсорбера, состоящую из нагрева и охлаждения адсорбента, повышение давления в адсарбере до рабочего, Далее цикл повторяется.

Воздух после компрессора 6 с давлением 6 кгс/ам и температурой +20 С по трубопроводу 5 подают в адсорбер 3 (адсорбент в адсорбере 4 регенерируют), где очищают воздух от примесей на адсорбентах.

Очищенный воздух после адсорбера 3 по трубопроводу 2 подают в блок разделения

1, где в процессе низкатемпературнай аектификации получают продукты разделения.

Из блока разделения 1 чистый азот под давлением по трубопроводу 7 через электронагреватель 8 подают s адсорбер 4 для регенерации адсорбента, После регенерации производят охлаждение адсорбента тем же потокам чистого азота, только па трубопроводу 7 с давлением 0,6 кгс/см и

2 температурой+5 — 10 С далее его направляют в холодильник.9, а электронагреватель 8 в это время отключен. Здесь чистый азот охлаждают потоком иэ дополнительной холодильной машины 10.

Охлажденный чистый азот из холодильника 9.при дявлении 0.6 кгс/см и темпера2 туре -16) до (-32) С направляют на охлаждение адсорбента в адсорбере 4, Охлаждение адсорбера 4 ведут азотом при таком давлении и температуре. при котором адсорбционная емкость цеолита равна адсорбцианнай емкости воздуха при рабочем давлении и температуре. Такое охлаждение адсорбера ведут для исключения адсорбции азата при зполнении его воздухом после охлаждения.

В таблице приводим зависимость адсарбционной емкости цеолита NaX по азоту при давлении 6 кгс/см в зависимости от температуры очищаемого воздуха и соот10

Формула изобретения

Способ разделения воздуха, включающий его очистку на адсарбентах с последующей регенерацией последнего путем нагрева и охлаждения регенерирующим газом и получение прадукционных азота и кислорода поддавлением, атл ич а ющийс я тем, чта, с целью повышения эффективности путем стабилизации разделения, в качестве регенерирующего газа используют часть продукционного азота,.подаваемого на регенерацию адсорбента при температуре ат -16 ...-32 С и давлении 0,6 кгс/см .

15 ветствующие им температуры охлаждаюшего азота, обеспечивающие такую же адсорбционную емкость по азоту при давлении 0,6 кгс/см .

Из .таблицы следует, чта при рабочей

20 температуре воздуха 20 С требуется охладить адсарбент до температуры минус 20 С.

При - переохлаждении части продукционного азота до температуры выше минус

16 С при подаче воздуха будет происходить

25 адсорбция азата, что приведет к снижению экономичности способа.

При переохлаждении части продукционного азота да температуры ниже минус

32 С тоже снижается экономичность спо30 со6а. В переохлаждении части продукционного азота ниже минус 32 С нет необходимости, так как процесс очистки воздуха при температуре ниже 5 С не осуществляется и нет необходимости в увели35 чении адсорбцианной емкости цеалита.

Реализация способа обеспечивает стабилизацию охлаждения адсарбента и при подаче воздуха не происходит адсарбция азота и нагрев адсорбента эа счетад40 сарбции, чта позволяет увеличить, за счет стабилизации режима установки, производительность установки разделения воздуха на 5-7%.

Составитель А,Федоров

Редактор M.ÊóçíåöoBà Техред М.Моргентал Корректор fl. Ôèëü

Заказ 3729 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. Ужгброд, ул.Гагарина, 101