Установка разделения воздуха

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено100576 (21) 2357296/23-26 с присоединением заявки Мо

{23) Приоритет

Опубликовано 2501,80. Бюллетень ¹

Дата опубликования описания 26.0180

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

<и711322 (51)М. Кл.

F 25 J 3/04

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (53) >4< 62>.5Э (088. 8) (72) Авторы

ИЗОбрЕТЕййЯ И.П. Усюкин, Н.A Александров и Г,А. Белозеров (71) Заявитель

Иосковский институт химического машиностроения (54) УСТАНОВКА РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА

Изобретение относится к низкотемпературной технике разделения трудноконденсируемых газов, а именно к установкам разделения воздуха на азот, кислород и другие составляющие, которые могут быть использованы в металлургической, химической и других отраслях промышленности, Известна установка разделения воздуха, включающая компрессор, дефлегматор, конденсатор воздуха и азота, детандер и колонну разделения (l) .

Близкой по технической сущности к предлагаемой является установка, включающая компрессор, реверсивный теплообменник, конденсатор воздуха, турбодетандер, дефлегматор, KOHденсатор азота, воздухоразделительную колонну, смеситель жидкости и переохладитель (21 °

В такой установке сжатый воздух после реверсивных теплообменников разделяют на два потока, один из которых полностью конденсируют в конденсаторе воздуха за счет испарения продукционного кислорода, а другой подвергают разделению в двух дефлегматорах, Компенсацию холодопотерь бсуществляют расширением в турбодетандере потока воэдуха, обогащенного азотом, поступающего после. первого дефлегматора и реверсивного тенлообменника. В азотном конценсаторе получают флегму за счет полного испарения кубовой жидкости, Конечные продукты разделения отводят из воздухораэделительной колонны, На этой установке давление сжатого воздуха составляет 4,4 бар.

Однако в этой установке воздух в конденсаторе воздуха полностью конденсируется, а в конденсаторе

15 азота происходит полное испарение кубовой жидкости, Частичной конденсации подвергается только часть воздуха, Полная конденсация бинарной смеси и полное испарение бинарной жидкости увеличивают потери от необратимости процессов конденсации и разделения.

Бель изобретения - уменьшение удельного расхода энергии на разделение воздуха.

Укаэанная цель достигается темт что предлагаемая установка снабжена дополнительным конденсатором воздуха, установленным последовательно с ! основным конденсатором воздуха и

711322 соединенным через реверсивный теплообменник с турбодетандером и дефлегмат ором, На чертеже представлена схема установки разделения воздуха.

Установка содержит компрессор 1, реверсивный теплообменник 2, основной 3 и дополнительный 4 конденсаторы воздуха, турбодетандер 5, дефлегматор. 6, конденсатор азота 7, воздухораэделительную колонну 8, смеситель 9 жидкости и переохладители 10 и 11 жидкости.

Установка работает следуюшим образом, Воздух сжимается в турбокомпрессоре 1 и поступает в реверсивный теплообменник 2, где охлаждается до состояния насыщения и освобождается от влаги и двуокиси углерода. Далее весь воздух поступает в конденсационную секцию основного конденсатора воздуха, где частично конденсируется, Жидкость отводится в смеситель 9, а пар - в конденсационную секцию дополнительного конденсатора

4, иэ которого жидкость направляют в смеситель Э, а пар подают в реверсивный теплообменник 2. Здесь его подогревают, затем расширяют в турбодетандере 5 и подают в конденсационную секцию противоточного дефлегматора 6, где его разделяют на кубовую жидкость и газообразный азот, Газообразный азот конденсируется в переохладителе 10 и подается на орошение в воэдухоразделительную колонну 8, Жидкий воздух из смесителя 9. подается в испарительную секцию азотного конденсатора 7 через переохладнтель 11, где он частично испаряется, а затем поступает в испарительную секцию противоточного дефлегматора

6, здесь происходит окончательное испарение воздуха, который затем подается в колонну 8, В колонне получают конечные продукты: жидкий кислород и газообразный азот, который, пройдя последовательно переохладители 10 и 11, а затем реверсивный теплообменник 2, выводится из установки, Жид;:ий кислород отбирается из куба колонны 8 и поступает вначале в испарительную секцию основного конденсатора 3, где происходит частичное его испарение. Пар при этом отводится в колонну 8 для процесса ректификации, а жидкость направляют в исяарительную секцию дополнительного конденсатора 4, в которой происходит окончательное испарение продукционной части кислорода, который отводится в реверсивный теплообменник 2, где подогревается и выводится из установки °

Изобретение позволит снизить давление воздуха, поступаюшего на разделение с 4,4 до 3 9 бар.

Расчеты показывают, что изобретение позволит снизить удельный расход энергии при разделении воздуха на газообразные продукты по сравнению с известными установками на 12%.

Формула изобретения

Установка разделения воздуха, включаюшая последовательно соединенные компрессор, реверсивный теплообменник, конденсатор воздуха, турбодетан30 дер, дефлегматор, конденсатор азота, воздухораэделительную колонну, смеситель жидкости и переохладители, отличающаяся тем, что, с целью снижения удельного расхода

35 - энергии, она снабжена дополнительным конденсатором воздуха, установленным последовательно с основным конденсатором воздуха и соединенным через реверсивный теплообменник с турбоде,щ тандером и дефлегматором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CltlA 9 8353887, кл, 62-22, опублик. 27,10 ° 70, 2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 3871193 кл, F 25 J 3/04i21,04,73 (прототип) .

711322

Составитель В, Ивочкин

Редактор Р Иаавова Те е Н.Ковалева Ко енто В. Бутяга

Заказ 8987/24 Тираж 575 Подписное

IIIIHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб 4 5

Филиал .ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4