Способ разделения воздуха

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик

К АВТ©РСКОМУ С ТЮЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2506 79 (21) 2784725/23-26 (51)M. Кл.

Э с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

F 25 J 3/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений. и открытий

Опубликовано 300781,6юллетеиь № 28

Дата опубликования описания 300781 (53) УДК 621.564 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н.П.Стасевич, В.М.1 олубев, С.С.Петухов, В.A.Êðîòîâ и М.П.Стасевич. (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА

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

Известен способ разделения воздуха, согласно которому воздух перед разделением очищается в одном из адсорберов на адсорбентах, при этом доохлаждение адсорбента после регенерации перед включением на самостоятельную работу осуществляется параллельной работой с ранее работавшим адсорбентом (1) .

Недостатками этого способа являются унос тепла при доохлаждении адсорбента в блок разделения и компенсация его низкотемпературным холодом, сложность управления установкой.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разделения воздуха методом низкотемпературной ректификации, включающий очистку воздуха на адсорбентах, с последующей регенерацией адсорбента нагревом и последующего ere охлаждения регенерирующим-газом.

В этом способе воздух, подаваемый на разделение, очищается от примесей на адсорбентах, с последующей pere- 30 нерацией адсорбента. Регенерация адсорбента включает стадии десорбции . и последующее охлаждение отбросным газом иэ блока разделения. Охлаждение адсорбента заканчивается при температуре охлаждающего газа после адсорбента, примерно равной температуре окружающей среды. Затем адсорбер наполняют воэдухбм до рабочего давления с целью его доохлаждения, при этом sa счет эффекта сжатия газа температура адсорбента повышается.

Тепло, оставшееся после охлаждения . адсорбента регенерирующим газом, и тепло, образовавшееся за счет эффекта сжатия, выносится потоком очищаемого воздуха в блок разделения, нарушая при этом режим работы последнего. Для уменьшения последствий нарушения режима работы блока оба адсорбера включаются на параллельную работу, при этом потоки распределяют так, чтобы температура на входе в блок не повышалась выше исходной рабочей более чем на 3-4 С. После доохлаждения адсорбента весь IlQToK направляют через отрегенерированный адсорбер P2).

Недостатками этого способа являются дополнв ельныа расход ниэкотем

851032 пературного холода на компенсацию тепла, вносимого в блок разделения, нарушение режима работы блока, сложность управления.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса разделения воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что перед подачей воздуха на очистку производят дополнительное охлаждение адсорбентов до температуры, ниже температуры очищаемого воздуха на 5-10О регенерирующим газом, температуру которого снижают путем теплообмена с газами, выходящими из воздухоразделительной установки.

Кроме того температуру регенери- 5 рующего газа снижают путем применения внешнего источника холода.

На чертеже изображена установка, реализующая предлагаемый способ.

Установка содержит блок 1 разделе- Щ ния воздуха, адсорберы 2 и 3, теплооьменное устройство 4 на потоке охлаждающего газа, поток 5 воздуха на очистку, регенерирующий гаэ б,хладагент 7. 25

ВоздУх перед поступлением в блок

1 разделения очищается от примесей на адсорбентах в адсорбере 2, адсорбент в адсорбере 3 регенерируют. После десорбции примесей путем .нагрева адсорбента регенерирующим газом, например, до 350 С, производят охлаждение адсорбента до О-ЗОС, т.е. на 5-10 ниже температуры очищаемого воздуха, регенерирующим газом, охлажденным в теплообменном устройстве 4 путем теплообмена, например, с продукционным кислородом (азотом); выходящим из блока разделения, или используют холод от сторонней холодильной фреойовой машины. Например, при 40 производительности установки разделения воздуха 2200 Нм /ч, по перерабатываемому воздуху, работающей под давлением 34 кгс/см ., необходимо за

2 счет переохлаждения вынести из блока очистки 125000 кал. При внесении этого тепла в блок разделения воздуха это привело бы к недополучению

300 кг жидкости в течение 3-х часов и соответственно снизило бы производительность установки. Для исключения этого явления используется поток кислорода или азота с расходом 000,Нм /ч и температурой ЗОС, выходящего из блока разделения воздуха, или холод холодильной машины производительностью 60000 ккал/ч в течение 2-х часов.

При покрытии этих потерь за счет низкотемпературного холода тратится энергии в 4 раза больше, чем при использовании холода холодильной фреоновой машины. Охлаждение адсорбента производят ниже температуры ис- ходного очищаемого воздуха на 5-10"С, чтобы после выполнения адсорбера очнщаемым воздухом температура воздуха не изменилась. После этого производят переключение адсорберов поток очищаемого воздуха подают на адсорбцию в адсорбер 3, а в адсорбер 2 регенерирующий на десорбцию примесей.

Реализация предлагаемого способа разделения воздуха позволяет по сравнению с известными способами устранить тепловую пробку и за счет стабилизации режима работы установки увеличить ее производительность на 5-7%, а также приводит к упрощению управления блоком разделения. формула изобретения

1. Способ разделения воздуха методом низкотемпературной ректификации, включающий очистку воздуха на адсорбентах с последующими регенерацией адсорбента путем нагрева н его охлаждением регенерирующим газом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности процесоа, перед подачей воздуха на очистку производят дополнительное охлаждение адсорбентов до температуры, ниже температуры очищаемого воздуха на 5-10 регенерирующим газом, который охлаждают путем теплообмена с газами, выходящими из установки разделения.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что регенерирующий газ дополнительно охлаждают путем применения внешнего источника холода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кислород. Справочник под ред.

Д.Л.Глнзманенко, М., 1973, т. П, с. 164.

2. Криогенное оборудование. Каталог, М., 1976, ч. П, с. 65. !

851032

Составитель К.Чириков

Редактор К.Лембак Техред А.Савка Корректор В.Вутяга

Заказ б300/50 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4