Установка для разделения газовой смеси

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (И) 2 А 4 Р 251300,Р 25 В 902 ТЕНИЯ отличаюэконом щаяся тем, что, с ности, она дополн насос, механичес ером и подключ к диафрагме вии разделительног т вакуум с детанд атрубком ой ступе ановка по п. 1, отличающа выход детандера подклю трубе второй ступени раздел ойства со стороны улитки. яся чен к итель 2. Ус тем, что ДЕЛЕ- вихревой вт. св. ного устрОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРВТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ РАНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ по247967повышенино содерждиненныйвходнымтрубы перройства. целью ительки соеенный хревой о уст1262223 Составитель 1 О. Килимник Редактор А. Ворович Техред И. Верес Корректор О. Луговая Заказ 5406/33 Тираж 482 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Изобретение касается разделения газовых смесей, преимущественно воздуха, на два потока, один из которых обогащен азотом, а другой - кислородом, при помощи холодильных установок с вихревыми трубами и является усовершенствованием устройства по авт, св. Мо 247967.Установка для разделения газовой смеси содержит компрессор, теплообменную аппаратуру, детандер и разделительное устройство, выполненное в виде двух вихревых труб, соединенных последовательно, Каждая из вихревых труб имеет диафрагму и улитку.Недостатком известной установки является ее низкая экономичность, которая обусловлена необходимостью сжатия газа до давления, обеспечивающего оптимальный перепад в вихревой трубе, и невысоким коэффициентом извлечения компонентов из смеси.Цель изобретения - повышение экономичности установки.Это достигается тем, что установка дополнительно содержит вакуум-насос, механически соединенный с детандером и подключенный входным патрубком к диафрагме вихревой трубы первой ступени разделительного устройства. Выход детандера целесообразно подключать к вихревой трубе второй ступени разделительного устройства со стороны улитки.На чертеже дана схема предлагаемой установки для разделения газовой смеси.Предлагаемая установка содержит основной компрессор 1, который со стороны нагнетания через теплообменник 2 подключен к линии всасывания дожимающего компрессора 3. Дожимающий компрессор 3 соединен с последовательно расположенными теплообменниками 4 и 5. Параллельно теплообменнику 4 включен теплообменник 6. Теплообменник 5 подключен к вихревой трубе 7 первой ступени разделительного устройства. Вихревая труба 8 второй ступени разделительного устройства соединена с вихревой трубой 7 и отделителем 9 жидкости. Детандер 10 на входе включен через теплообменник 11 в линию связи компрессоров 1 и 3, а на выходе соединен с теплообменником 4 и вихревой трубой 8 со стороны улитки. Детандер 10 механически связан с вакуумнасосом 12 (центробежного, роторного или иного типа). Вакуум-насос 12 входным патрубком подключен через теплообменники 4 и 5 к диафрагме вихревой трубы 7 первой ступени разделительного устройства.Сжатый в компрессоре 1 газ охлаждается в теплообменнике 2 и поступает частично в дожимающий компрессор 3 и частично в теплообменник 11. В компрессоре 3 газ сжимается до давления, необходимого для работы вихревого энергоразделителя,Проходя теплообменники 4 - 6, газ охлаждается до двухфазного состояния и поступает в вихревую трубу 7, В вихревой трубе 7 газ охлаждается с выделением одного или нескольких нижекипящих компонентов (например, азота). Газ, обогащенный нижекипящим компонентом, отводится через диафрагму вихревой трубы 7, поступает последовательно в теплообменники 5 и 4, где охлаждает сжатый газ, и далее в вакуум-насос 12. Из вихревой трубы 7 газ, обогащенный вышекипящими компонентами, поступает в вихревую трубу 8, где охлаждается с выделением одного или нескольких (например. кислорода) вышекипящих компонентов, Жидкий вышекипящий компонент отводится из вихревой трубы 8 и поступает в отделитель 9 жидкости и далее последовательно в теплообменники 5 и 6, где охлаждает сжатый газ. Отбросный газ через диафрагму вихревой трубы 8 частично поступает в камеру вихревой трубы 7 со стороны улитки и частично, смешиваясь с детандерным газом, - в теплообменник 4, Охлажденный в теплообменнике 11 газ поступает в детандер 10, где охлаждается до состояния насыщенного пара и далее разделяется на три потока. Две части потока поступают в теплообменники 4 и 11, где охлаждают сжатый газ, а одна часть направляется в камеру вихревой трубы 8 со стороны улитки, Работа детандера передается механически связанном с ним вакуум-насосу, который создает разрежение в камере вихревой трубы 7.Таким образом, повышается экономичность предлагаемой установки, где удельные затраты энергии на единицу получаемого продукта (например, кислорода) вдвое меньше, чем в известной. 5 10 15 2025 30 35 40 45