Способ предварительного охлаждения сжатого воздуха

349867 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛввСТВУ Союз Советских Социалистических Реслубликс присоединением заявки М ПриоритетОпубликовано 04.1 Х.97, 11 ОЛетець Ъ 26 Комитет ло делам изобретений и открытий ори Совете Министров СССР(088.8) Дата опубликования описания 14.1 Х.1972 Авторыизобретения В. Д. Добудько, В. С. Кортиков и В, ф. Густов Заявитель СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ СЖАТОГО ВОЗДУХА Изобретение относится к технике цизкотемпературного разделения воздуха и касается процесса предварительного охлаждения сжатого воздуха, поступающего в блок разделения,Известен способ прсдваритсльцого охлаждения сжатого воздуха, например, в воздухо зделительць 1 х усяиовках, котрый зяклО- чается в том, чт обратный поток (азот) из блока разделения приводят в контакт с водой при противоточном движении через азотно-водяной скруббер. СтекаОитая вода охлаждается за счет тепло- и массообмсца с азотом и с покоцьо циркуляцпоццого насоса подается ца орошение воздушного скруобера, в котором постуиаоций сжатый воздуххлаждается и осушается в процессе тепло- и массообмена со стекающей водой.Дальнейшее охлаждение перерабатывасмого воздуха до состояция насыщения производят в регецераторах или реверсившлх теилообменниках, работа которых в значительной степени зависит от эффективности работы системы предварительного охлажденПя. Понижение температуры сжатого воздуха создает более благоприятные условия для работы регецераторов или реверсивцых теплообмецников вследствие умецьшешя его влягосодержания и приводит к снижению расхода энергии на производство единицы продуктов разделения. Однако раздельцое ведение процессов рекуперации холода обратного потока и охлаждения сжатого воздуха требует наличия двух отдельных аппаратов (азотно-водяной скруб бер и воздушно-водяной скруббер) с соответствующей системой циркуляции, что услокняет систему предварительного охлаждения и обуслвливает ее большую металлоемкость.11 ри эгм процесс тепло- и массообмсиа про.10 исходит с практически постоянной плотцостью орошения, что це позволяет и полнй мере использовать испаритепьньш эффект, который можно получить при насыщении парами воды обратного азота.15 С це.пью повышения эффективности способа 1 роцесс Охлаждения води при контакте с обратным потоком низкого давления осуществляют при прямоточцом движении газа и жидкости при одновременном теплообмеце с 20 потоком сжатого газа, причем воду в обратный поток вводят ца нескольких температурных уровнях по ходу обратного потока, а влагу, сконденсировавпуюся при охлаждении сжатого воздуха вводят так же в обратный 25 поток.На чертеже показана схсмя Воздухоразделительной установки низкого давления, реализующей предложенный способ.Способ реализуется следующим образом.30 Воздух из турбокомпрессора при температуре 60 - 80 С поступает в теплообмешПк-испаритель 1, в котором охлаждается за счет теплообмсна с обратным потоком. После теплообменника-испарителя воздух направляют в отделитель 2 жидкости, где отделяется сконденсировавшаяся влага, и затем через переключающие клапаны 3 и 1 - в реверсивный теплообменник 5. Обратный поток (оброско азот) через переключающие клапаны 6 и 7 поступает в теплообменник-непарно ль. Для создания нспарнтельного эффекта в отброснои поток перед теплообменникою-попрнтслсм через вентиль 8 вводят воду в количестве, необходимом для его насыцсння.Лл умсньшснн потерь холода за счетохлаждення воды до температуры обратного нотона Ввод сс пропзвод 5 т В нескольких местах по ходу обратного потока через вентиль 9.Тем самым обеспечивается увлакненпе обратного потока прн одновремсчпом теплооб-с с с г р 5 л ы м потоком и дост Га ется соотнонение водяных эквивалентов, необходимое для реализации процесса теплообмена на самом низком температурном уровне прп сохранегцш приемлемой разности температур между прмым и обратным потокаи.При этом влагосодсржанш. обратного носледоватслыо, и его тсплосмкость, с повышением температуры растет значительно быстрее, чем прямого, Так как тепловая нагрузка на каждом температурном уровне определяется количеством и тсплосм костью прямого потока, при повышении температуры разность температур между прямым и обратпотокамп возрастст. Это обессваст увеличение движущей силы процесса тепло- обмена между прямым и обратным потоками и, соответственно, умсньшспнс необходимой поверхности теплообмена при условии се достаточности для насыщения обратного потока. Разность температур на теплом конце теплообменннка-испаритсля будет тем больше, чем выше температура входящего прямого потока и чем меньше доля отбираемых сухих и чистых продуктов,После теплообменника-испарителя обратный поток поступает в отделитель 10 жидкости, где отбросной азот отделяется от неиспарившейся жидкости и сбрасывается в ат мосферу. Для уменьшения расхода испаряемой воды влага, сконденсировавшаяся из прямого потока, через вентиль 11 дросселируется в обратный поток.Таким образом, предложенный способ по зволяет отказаться в установках разделениявоздуха от громоздкой скрубберной системы азотно-водяного охлаждения, заменив ее компактным теплообменником-испарителем, в котором испарптельной эффект достигается за 15 счет испарения жидкости, вводимой на одном или нескольких температурных уровнях в обратный поток в количестве, необходимом для его насыщения при одновременном теплообмене с прямым потоком; причем избы точная часть испарительного эффекта используется для увеличения движущей силы теплообмена между прямым и обратным потоками25Предмет изобретения1, Способ предварительного охлаждениясжатого воздуха, например, в воздухораздеЗ 0 лительных установках, путем теплообмена сводой, охлаждаемой при контакте с обратным потоком низкого давления, отличаощийся тем, что, с целью повышения эффективности способа, процесс охлаждения воды при 35 контакте с обратным потоком низкого давления осуществляют при прямоточном движении газа и жидкости при одновременном теплообмене с потоком сжатого газа, причем воду в обратный поток вводят на несколь ких температурных уровнях по ходу обратного потока.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, чтовлагу, сконденсировавшуюся при охлажде нии сжатого воздуха, вводят в обратный поток.349867 г дробный Составитель Г. Бахтюкова Редактор М, Макарова Техред Л. Куклина Корректор С. Сатагулова Заказ 2896/14 Изд.1244 Тираж 406 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4(5Типография, пр. Сапунова