Способ совместного получения газообразных и жидких компонентов воздуха

 

(n)645007 о и и с МГтт-и

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.03.72 (21) 1756104/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (51) М. Кл.е

F 25J 3/04

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621.593 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Э. Е. Ольшанский (71) Заявитель (54) СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ

И ЖИДКИХ КОМПОНЕНТОВ ВОЗДУХА

Изобретение относится к области разделения воздуха методом низкотемпературной ректификации и применяется в основном в установках разделения воздуха большой производительности.

Известен способ совместного получения газообразных и жидких компонентов воздуха методом низкотемпературной ректификации, включающий охлаждение перерабатываемого воздуха продуктами разделения, разделение воздуха перед ректификацией на два потока, один из которых расширяют в детандере, и ректификацию с отводом части азота в детандерный холодильный цикл.

Недостатком известного способа является повышенный расход энергии.

Целью изобретения является уменьшение расхода энергии.

Поставленная цель достигается тем, что второй поток перерабатываемого воздуха перед ректификацией расширяют путем дросселирования и охлаждают продуктами разделения воздуха, а на охлаждение всего перерабатываемого воздуха перед расширением подают дополнительно азот детандерного холодильного цикла.

На чертеже представлена схема установки для реализации предлагаемого способа.

Установка включает турбокомпрессор 1 и поршневой компрессор 2 для сжатия воз2 духа, теплообменники 3 — 6 для охлаждения воздуха, влагоотделитель 7 и цеолитовый блок 8 для очистки от влаги, углекислоты и других примесей, турбодетандеры 9 и 10

5 для расширения воздуха и азота, циркуляционный компрессор 11 для сжатия азота, теплообменник холодильной установки

12 для охлаждения азота, узел ректификации 13 и газодувку 14 для сжатия воздуха.

10 Воздух, сжатый в турбокомпрессоре 1, дожимается в поршневом компрессоре 2 до давления 60 — 150 кгс/см, охлаждается в предварительном теплообменнике 3 и через влагоотделитель 7 направляется в цеолито15 вый блок очистки, где очищается от влаги, углекислоты и других примесей.

Очищенный воздух, охлажденный в теплообменнике 4, разделяется на две части: большая часть расширяется в турбодетан20 дере 9 до давления нижней колонны узла ректификации, меньшая — ожижается в теплообменнике 5, дросселируется и поступает в узел ректификации 13. Газообразный азот, выходящий из узла ректифика25 ции, разделяется на два потока: одна часть подогревается в теплообменнике 5, смешивается с азотом, выходящим из турбодетандера 10, и нагревается последовательно в теплообменниках 4 и 3, другая подогреЗ0 вается в теплообменниках 6 и 3. После вы645007

Изд. № 141 Тираж 620

Заказ 2702/14

НПО

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

3 хода из узла теплообмена часть азота поступает в циркуляционный компрессор 11, где сжимается до давления 6 — 10 кгс/см, остальная выводится из установки и может быть использована как продукт разделения.

Азот после циркуляционного компрессора 11 охлаждается в теплообменнике холодильной установки 12 и разделяется на два потока: один поток охлаждается в теплообменнике 6 и поступает в нижнюю колонну узла ректификации 13, другой расширяется в турбодетандере 10 до давления обратного потока азота из теплообменника 5.

Из узла ректификации выводятся жидкий кислород, жидкий и газообразный азот и жидкий аргон. Ввод части циркуляционного азота через теплообменник 6 позволяет получать одновременно чистый кислород, аргон и азот. В случае, если мощность снимается не на электрогенератор, а на газодувку 14 (на чертеже показано пунктирными линиями) воздух, выходящий из компрессора, дополнительно сжимается в газодувке 14 до давления 60 — 150 кгс/см . Из газодувки воздух поступает в теплообменник 3. Далее процесс происходит аналогично вышеописанному. Возможен случай, когда часть азота из цпркуляционного теплообменника 6, минуя теплообменник холодильной установки 12 (на чертеже показано пунктирными линиями) в этом случае

5 обратный поток азота из теплообменника 6 поступает в линию всасывания компрессора 11.

Формула изобретения

Способ совместного получения газообразных и жидких компонентов воздуха методом низкотемпературной ректификации, включающий охлаждение перер абатываемо15 го воздуха продуктами разделения, разделение воздуха перед ректификацией на два потока, один из которых расширяют в детандере, и ректификацию с отводом части азота в детандерный холодильный цикл, 20 отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода энергии, другой поток перерабатываемого воздуха перед ректификацией расширяют путем дросселирования и охлаждают продуктами разделения воздуха, а на охлаждение всего перерабатываемого воздуха перед расширением подают дополнительно азот детандерного холодильного цикла.