Способ и установка разделения воздуха методом криогенной дистилляции


 


Владельцы патента RU 2479805:

Л'ЭР ЛИКИД СОСЬЕТЕ АНОНИМ ПУР Л'ЭТЮД Э Л'ЭКСПЛУАТАСЬОН ДЕ ПРОСЕДЕ ЖОРЖ КЛОД (FR)

Изобретение относится к криогенной технике. Установка разделения воздуха содержит имеющий вытянутую форму первый элемент (А), содержащий колонну среднего давления (1) двойной колонны, на которой размещаются ребойлер-конденсатор (5) и вспомогательная колонна (2), содержащая, по меньшей мере, одну теоретическую ступень, представляющую собой нижнюю часть колонны низкого давления; имеющий вытянутую форму второй элемент (В), образующий оставшуюся часть колонны низкого давления; средства (11) перемещения воздуха из основной линии обмена в колонну среднего давления и ребойлер-конденсатор (6), размещенный сверху имеющего вытянутую форму первого или второго элемента; средства перемещения жидкости из резервуара (13) колонны среднего давления в переохладитель, а затем в имеющий вытянутую форму второй элемент и/или средства перемещения жидкости из верхней части колонны среднего давления в переохладитель, а затем в имеющий вытянутую форму второй элемент; средства перемещения газа из верхней части имеющего вытянутую форму второго элемента в переохладитель. Использование изобретения позволит обеспечить более эффективное заполнение объема холодного корпуса. 1 ил.

 

Изобретение относится к способу и установке дистилляции воздуха методом криогенной дистилляции. В частности, оно относится к установке, использующей двойную колонну разделения воздуха и содержащей колонну среднего давления и колонну низкого давления, термически соединенные между собой посредством ребойлера-конденсатора.

В документе ЕР-А-1078212 приводится описание установки или теплообменника, установленной под колонной низкого давления, причем эта колонна располагается рядом с колонной среднего давления.

Согласно настоящему изобретению предусматривается установка разделения воздуха, содержащая: основную линию обмена; имеющий вытянутую форму первый элемент, содержащий колонну среднего давления двойной колонны, на которой размещаются ребойлер-конденсатор, и вспомогательную колонну, содержащую, по меньшей мере, одну теоретическую ступень, представляющую собой нижнюю часть колонны низкого давления; имеющий вытянутую форму второй элемент, образующий оставшуюся часть колонны низкого давления; средства перемещения воздуха из основной линии обмена в колонну среднего давления; средства перемещения газа из верхней части колонны среднего давления в ребойлер-конденсатор; средства перемещения конденсированного ребойлером газа из верхней части в колонну среднего давления; средства перемещения газа из верхней части вспомогательной колонны в резервуар имеющего вытянутую форму второго элемента; средства перемещения жидкости из резервуара имеющего вытянутую форму второго элемента в верхнюю часть вспомогательной колонны; переохладитель, расположенный под имеющим вытянутую форму первым или вторым элементом; средства перемещения жидкости из резервуара колонны среднего давления в переохладитель, а затем в имеющий вытянутую форму второй элемент и/или средства перемещения жидкости из верхней части колонны среднего давления в переохладитель, а затем в имеющий вытянутую форму второй элемент; средства перемещения газа из верхней части имеющего вытянутую форму второго элемента в переохладитель.

Предпочтительно, переохладитель располагается под имеющим вытянутую форму вторым элементом.

Переохладитель и имеющий вытянутую форму второй элемент могут быть расположены в пакете, длина которого не превышает 35 метров, даже 30 метров.

Такая конфигурация позволяет наилучшим образом заполнить объем холодного корпуса путем:

- сбалансированного подбора высоты двух секций колонн;

- грамотного расположения переохладителя для оптимизации секции холодного корпуса;

- размещения колонны среднего давления на земле, обеспечивая подачу находящегося в нагруженном состоянии двухфазного воздуха на колонну;

- обеспечения хорошего нагружения жидкостью насоса подъема жидкости;

- получения возможности иметь холодный корпус, включая параллельную объемную секцию, и минарет высотой менее 35 м, даже 30 м, используя по-прежнему перекрещивающиеся гофрированные конструктивные насадки.

Далее будет приведено более детальное описание предлагаемого изобретения со ссылкой на фиг.1, на которой изображена установка разделения воздуха согласно изобретению.

Установка разделения воздуха содержит имеющий вытянутую форму первый элемент А и имеющий вытянутую форму второй элемент В. Имеющий вытянутую форму первый элемент А содержит колонну среднего давления 1 двойной колонны, сверху которой размещен ребойлер-конденсатор 5. Сверху этого ребойлера находится вспомогательная колонна, содержащая несколько теоретических ступеней перекрещивающихся гофрированных конструктивных насадок, образующих нижнюю часть 2 колонны низкого давления.

Имеющий вытянутую форму второй элемент В состоит из оставшейся части колонны низкого давления 3, также содержащей перекрещивающиеся гофрированные конструктивные насадки.

Под вторым элементом находится переохладитель 6.

Установка содержит средства 11 перемещения сжатого воздуха, очищенного и охлажденного в основной линии обмена, в колонну среднего давления. Азот, содержащийся в верхней части колонны, подается в ребойлер 5, где он конденсируется.

Газообразный кислород 17 выводится в резервуар вспомогательной колонны.

Из верхней части вспомогательной колонны газ 15, насыщенный кислородом, отбирается и подается в резервуар колонны 3. Жидкость из сборника 13 колонны 3 перемещается в верхнюю часть вспомогательной колонны 2 после создания избыточного давления в насосе Р.

Имеющий вытянутую форму первый элемент размещается на уровне земли. Имеющий вытянутую форму второй элемент приподнят при помощи металлической станины, причем эта станина в свою очередь размещается на уровне земли. Данная станина в этом случае используется в качестве опоры для переохладителя. Насос Р также располагается на уровне земли.

Таким образом, верхние части вспомогательной колонны 2 и имеющего вытянутую форму второго элемента располагаются по существу на одном уровне.

Насыщенная жидкость, содержащаяся в резервуаре колонны среднего давления, охлаждается в переохладителе перед подачей в имеющий вытянутой формы второй элемент. Аналогичным образом одна или несколько обогащенных азотом жидкостей, поступающих из верхней части колонны среднего давления, могут быть там охлаждены перед подачей в верхнюю часть имеющего вытянутую форму второго элемента.

По меньшей мере, один газ из верхней части имеющего вытянутую форму второго элемента нагревается в переохладителе перед подачей в основную линию обмена.

1. Установка разделения воздуха, содержащая: имеющий вытянутую форму первый элемент (А), содержащий колонну среднего давления (1) двойной колонны, на которой размещается ребойлер-конденсатор (5), и вспомогательную колонну (2), содержащую, по меньшей мере, одну теоретическую ступень, представляющую собой нижнюю часть колонны низкого давления; имеющий вытянутую форму второй элемент (В), образующий оставшуюся часть колонны низкого давления; средства (11) подачи воздуха в колонну среднего давления; средства перемещения газа из верхней части колонны среднего давления в ребойлер-конденсатор; средства перемещения конденсированного ребойлером газа из верхней части в колонну среднего давления; средства перемещения газа из верхней части (15) вспомогательной колонны в резервуар имеющего вытянутую форму второго элемента; средства перемещения жидкости из резервуара (13) имеющего вытянутую форму второго элемента в верхнюю часть вспомогательной колонны; переохладитель (6), расположенный под имеющим вытянутую форму вторым элементом; средства перемещения жидкости из резервуара колонны среднего давления в переохладитель, а затем в имеющий вытянутую форму второй элемент и/или средства перемещения жидкости из верхней части колонны среднего давления в переохладитель, а затем в имеющий вытянутую форму второй элемент; средства перемещения газа из верхней части имеющего вытянутую форму второго элемента в переохладитель.

2. Установка по п.1, в которой переохладитель (6) и имеющий вытянутую форму второй элемент (В) размещаются в оболочке, длина которой не превышает 35 м, даже 30 м.

3. Установка по п.1, в которой верхние части вспомогательной колонны (2) и второго элемента расположены, по существу, на одном уровне.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в машиностроении, энергетике, химической промышленности. .

Изобретение относится к способу и устройству для получения высокочистого аргона путем объединения криогенной дистилляции и адсорбционных технологий. .

Изобретение относится к области криогенного разделения смеси газов, в частности воздуха. .

Изобретение относится к способу и установке для разделения воздуха посредством низкотемпературной перегонки. .

Изобретение относится к методам дистилляции воздуха, в частности к способу и установке для обеспечения кислородом высокой чистоты путем криогенной дистилляции воздуха.

Изобретение относится к криогенной технике и предназначено для концентрирования и утилизации инертных радиоактивных газов (ИРГ), выбрасываемых в окружающую среду при осуществлении режимов постоянной вентиляции (ПВ) и вентиляции при проведении плановых предупредительных ремонтов (ППР) атомных электростанций (АЭС)

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано, в частности, для получения газовых смесей, характеризуемых малым значением коэффициента разделения, например, изотопов неона

Изобретение относится к области криогенной техники. Способ включает сжатие атмосферного воздуха до давления ниже критического, предварительное охлаждение сжатого воздуха, комплексную очистку, разделение сжатого очищенного воздуха на прямые детандерный и технологический потоки, охлаждение сжатых прямых потоков холодом обратных потоков, адиабатическое расширение прямого детандерного потока воздуха, ожижение, дросселирование прямого технологического потока воздуха. При этом отслеживают температуру и давление прямого детандерного потока воздуха до и после его адиабатического расширения, которое заканчивают в области влажного пара при степени влажности не более 20% и при давлении, близком к атмосферному, отделяют жидкую фазу от влажно-парового детандерного потока воздуха и ее испаряют, охлаждая при этом до состояния недогретой жидкости сжиженный прямой технологический поток воздуха, который направляют на дросселирование и разделение на продукционные жидкие азот и кислород. Полученные продукционные жидкие азот и кислород направляют на изотермическое хранение, сжимают и газифицируют жидкий кислород, охлаждая за счет теплоты его испарения один из ранее сформированных прямых потоков сжатого очищенного воздуха. Использование изобретения обеспечивает повышение экономичности и удельной холодильной мощности компрессорно-детандерной криогенной установки. 2 ил.

Изобретение относится к криогенной технике. Сущность изобретения: с целью одновременного получения жидких кислорода и азота часть отбросного газообразного азота по выходу из криогенного блока сжимают в компрессоре, а затем охлаждают и конденсируют в теплообменнике за счет холода СПГ с последующим дросселированием до давления, близкого к давлению азота, выходящего из верхней колоны, а образовавшиеся при этом пары азота и часть жидкого азота направляют в теплообменник основного криогенного блока, что позволяет обеспечить необходимое охлаждение воздуха, поступающего в ректификационную колонну. Техническим результатом изобретения является повышение холодопроизводительности и КПД воздухоразделительной установки. 1 ил.

Изобретение относится к области селективного разделения многокомпонентных газовых смесей и может быть использовано для разделения па компоненты бедной неоно-гелиевой смеси отдувочного газа, получаемой в виде побочного продукта в ректификационных установках, производящих чистый неон. Установка включает блок предварительного разделения неоно-гелиевой смеси с ректификационной колонной, сепаратором отдувочного газа и линией подачи неоно-гелиевой смеси, мембранный модуль с полостями высокого и низкого давления, разделенными селективным слоем, каналом поступления исходной неоно-гелиевой смеси в мембранный модуль, каналом вывода обогащенного неона из полости высокого давления мембранного модуля, соединенного с газоанализатором, содержащим контур анализируемого газа, контур поверочной смеси и разъем выходного сигнала, и с регулятором расхода обогащенного неона мембранного модуля, снабженного исполнительным механизмом, и каналом вывода обогащенного гелия из полости низкого давления мембранного модуля, подключенным к мембранному компрессору, а также блок переключающихся адсорберов, имеющий на выходе гелиевый и неоновый каналы, причем мембранный компрессор включает первую и вторую ступени, каждая из которых содержит всасывающую и нагнетательную линии и снабжена соответствующей байпасной веткой, при этом байпасная ветка первой ступени мембранного компрессора соединяет нагнетательную линию первой ступени мембранного компрессора с каналом поступления исходной неоно-гелиевой смеси в мембранный модуль, байпасная ветка второй ступени мембранного компрессора соединяет нагнетательную линию второй ступени мембранного компрессора с всасывающей линией этой же ступени мембранного компрессора, при этом байпасная ветка, по крайней мере, одной ступени мембранного компрессора снабжена редуктором, причем блок переключающихся адсорберов размещен между нагнетательной линией первой ступени мембранного компрессора и всасывающей линией второй ступени мембранного компрессора. Изобретение позволяет повысить производительность и экономичность. 7 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для получения потока сжатого продукта посредством криогенной ректификации. Основной теплообменник, используемый в криогенной ректификации, нагревает подаваемый насосом поток продукта, состоящий из жидкости, обогащенной кислородом или обогащенной азотом, и тем самым создает поток сжатого продукта. Слои основного теплообменника выполнены так, что уменьшение теплопередающей поверхности, предусмотренной в основном теплообменнике для нагревания подаваемого насосом потока продукта, происходит в том месте, в котором температура подаваемого насосом потока продукта превышает либо критическую температуру, либо температуру конденсации такого потока. Уменьшение теплопередающей поверхности оставляет участки слоев, которые способны нагревать или охлаждать другой поток, который используется в связи с криогенной ректификацией. Такой другой поток может представлять собой поток хладагента, который обеспечивает применение дополнительного охлаждения для увеличения производства жидких продуктов. Группа изобретений направлена на повышение компактности и на обеспечение более высоких объемных расходов при косвенном теплообмене. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Группа изобретений относится к способу и устройству для получения жидкого азота путем разложения воздуха при низкой температуре. Способ и устройство служат для получения жидкого азота путем разложения воздуха при низкой температуре в системе дистилляционных колонн для разделения на азот и кислород, содержащей колонну высокого давления, колонну низкого давления и дефлегматор колонны высокого давления. По меньшей мере, часть дроссельного потока, давление которого было снижено, подается в испарительное пространство дефлегматора колонны высокого давления в виде потока охлаждающего средства. Система дистилляционных колонн для разделения на азот и кислород дополнительно имеет дефлегматор колонны низкого давления, пространство для сжижения и испарительное пространство. Часть головного азота колонны низкого давления подается в пространство для сжижения дефлегматора колонны низкого давления и там частично испаряется. Жидкость из нижней области колонны низкого давления, обогащенная кислородом, подается в испарительное пространство дефлегматора колонны низкого давления и там частично испаряется. Группа изобретений направлена на снижение энергопотребления, при этом аппаратные затраты должны удерживаться в определенных рамках. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к установке для разделения изотопов методом фракционной перегонки. Установка содержит многоканальную ректификационную колонну 1, выполненную в виде каскада последовательно расположенных в вертикальном направлении модулей 11 с параллельно расположенными трубками 2, образующими рабочие каналы с насадкой 12, верхний буфер 3 и нижний буфер 4, конденсатор 7, испаритель 8 и дозирующее устройство 5 с раздаточными трубками 6, соединенными с рабочими каналами. Перед модулями 11 установлены распределители потока пара 13 с параллельно расположенными проходными трубками 14. На верхней части модулей 11 установлены тарелки 16 с углублениями, образующими входную часть рабочих каналов. Со стороны выходных отверстий рабочих каналов установлены чашеобразные улавливатели 15 каплеобразной фракции рабочего тела, выходные отверстия которых соединены с входными отверстиями проходных трубок 14. Выходные части проходных трубок 14 установлены во входных частях трубок 2 с образованием зазора между внешней поверхностью проходных трубок 14 и внутренней поверхностью рабочих каналов. Выходные части раздаточных трубок 6 расположены со стороны углублений в тарелках 16 с образованием зазора между внешней поверхностью раздаточных трубок 6 и внутренней поверхностью рабочих каналов. Изобретение обеспечивает повышение производительности процесса разделения изотопов. 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к установкам для охлаждения и очистки воздуха. Аппарат для охлаждения и очистки воздушного потока содержит здание, градирню (1) для охлаждения за счет прямого контакта с водой, два очистных баллона (3А, 3В), каждый из которых имеет вертикальную ось, трубопровод для подачи воды в градирню, трубопровод для подачи воздуха в градирню, трубопровод для транспортировки охлажденного воздуха из градирни в очистные баллоны и систему (7) вентилей и труб, позволяющих соединить оба баллона с градирней. При этом система вентилей и труб находится внутри здания (5), а оба баллона и градирня находятся снаружи здания. Оба баллона и система расположены по обе стороны от стены (9) здания. Баллоны размещены вдоль стены, и градирня расположена между двумя баллонами. Использование изобретения позволяет уменьшить размер здания, необходимого для защиты системы труб и вентилей. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх