Способ разделения воздуха

Е ЯТОРСЕОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дот;олпптсльнос к авт. с 22) Заявлено 16,11.73 (21) 68242/23-26 М, Кл, Г 251 3/О с присоединением заяв сударственный иомитевета Министров СССРо делам изобретенийи откоытий 23) Г 1 р нор итет 3) УДК(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА Изобретение относится к криогенной технике, в частности к разделению воздуха.В настоящее время одним из основных промышленных способов разделения воздуха насоставляющие его компонсКгы является спо- дсоб низкотемпературной ректификации. Такой способ, несмотря на широкое его использование, характеризуется относительно высокими энергетическими и капитальными затратами. 1Известен также способ разделения воздуха,заключающийся в непрерывном всасываниивоздуха, вращательном движении и разделении на компоненты под действием центробежной силы за счет удельных масс 11.11-1 едостаток известного способа заключается в том, что в нем процесс разделения проводится в газовой фазе. В результате удельная производительность в расчете на единицуобъема аппарата по крайней мере на три порядка ниже, чем при разделении жидкостипри прочих равных условиях. Кроме того,для получения чистых продуктов необходиморазвивать большие числа оборотов роторацентрифуги (сотни тысяч оборотов и более 2в з инуту),Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результатуявляется способ разделения воздуха, включающий сжатие воздуха, осушку от влаги, 3 очистку от двуокиси углерода, охлаждение до температуры конденсации, разделение на компоненты в центробежном ректификаторе и раси препс пордуктов разделения 2. В указанном способе разделение на компоненты осуществляют при двухфазном состоянии воздуха за счет разности упругости паров компонентов: кислорода и азота. Вращение ректифпкатора увеличивает взаимные скорости движения жидкой и паровой фаз, причем центробекная сила не оказывает влияния на процесс разделения.Однако известный способ требует высоких энергетических затрат на процесс разделения.Цель изобретения - повышение эффективности процесса разделения путем снижения энергетических и капитальных затрат, прихо. дяцпхся на единицу продукции, а также упрощения оборудования.Достигается это тем, что сконденсированный воздух переохлаждают и разделяют на компоненты в жидком однофазном состоянии в поле центробежных сил,На ертеке показана технологическая схема установки разделения воздуха для реализации предлагаемого способа.Осущесгвляют способ следуюцтим образом.Воздтх сяпмаОт В компрессоре 1 и направляют в регенеративные теплообменные аппараты 2. В аппаратах 2 воздух осушают от582442 Фор мула изобретения С оста в и тель К. Ч ир иковдактор Т. Кузьмина Техред И, Карандашова Коррсктор Т. Добровольска Тираж 725омитета Совета Министрбрстеиий п открытий-35, Раушская иаб., д. 4 Подннсиоов СССР Изд. М 100 здарственногоио делам из035, Москва, Ж Заказ 2715,711 П 0 Г ипография, пр. Сапунова влаги, очищают от двуокиси углерода и охлаждают обратными потоками до температуры конденсации, Из аппаратов 2 воздух направляют в конденсаторы 3, где он полностью конденсируется. Далее ожиженный воздух переохлаждают в аппарате 4 путем теплообмена с обратным потоком азота.Разделение производят в центрифуге 5 за счет удельных масс компонентов. При этом более тяжелые молекулы и ассоциаты отбрасываются к периферии, а легкие скапливаются в центральной части центрифуги. Продукты разделения дросселируют до промежуточного давления и испаря 1 от в конденсаторах 3. Поток газообразного азота из конденсатора 3 направляют в аппарат 4 и затем в турбодетандер 6 и регенератор 2.Переохлаждение сконденсированного воздуха производят для того, чтобы обеспечить однофазность воздуха, т. е, при вскипании компоненты разделяющейся жидкости могут перемешиваться и понижать концентрацию продуктов разделения.Использование предлагаемого способа разделения исключает необратимые потери при фазовых переходах на ректификационных тарелках.Центробежные аппараты, разделяющие жидкости, компактны и по размерам значительно меньше, чем, например, центробежные аппараты, разделяющие газ, или ректификациоsные агрегаты одинаковой производительности, что позволяет значительно сократитькапитальные затраты,В отличие от известных способов разделения воздуха давление в предлагаемом способе может быть снижено с О,б,7 до 0,38-0,4МПа, что обеспечит снижение удельного расхода энергии на процесс разделения на 15 -20%,10 Способ разделения воздуха, включающийсжатие воздуха, осушку от влаги, очистку от15 двуокиси углерода, охлаждение до температуры конденсации, расширение продуктов разделения в тур бодетандерах, о т л и ч а ю щ и йся тем, что с целью повышения эффективности процесса разделения, сконденсированный20 воздух переохлаждают и разделяют на компоненты в жидком однофазном состоянии вполе центробежных сил,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе25 1, Авторское свидетельство СССР37388,кл. В 010 53/24, 1930.2. Архаров А, М, Создание и исследованиегоризонтального центробежного ректификатора для разделения воздуха. Дис. на соиск.30 учен. степени канд. техн, наук. М., 1958