Способ разделения воздуха

61) Дополнительное к авт. сви 51) М. Кл.В 01 0 53/02 Р 25 Х 3/04 аявлено 20.05.74 21) 2025984/ м заявкиГасударственный намнтет Сапата Инннстрав ССС па делам нзааретеннй н аткрытнй6.Бюллетень 31 писания 09.11.76 ДК 621, ( 088.8) 72) Автор изобре Г. И. Воронин, А. М. Архаров, М. М. ДВ. С. Никифоров, И. А. Калинникова, Н, А. В Серпинский,В. Никифоров еева 71) Заявитель54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗД Изобретение относится способам ра ия чистых г обстоятельство приводит к тому, что, вопервых, выход получаемого продукта - отношение количества кислорода, поступающегов колонну, к количеству кислорода, выходяшего с продуктом - всегда меньше единицы. Во-вторых, эти способы практически непозволпот получить продукт с содержаниемкислорода выше 8 ю,Цель изобретения - повышение чистотыполучаемых продуктов разделения воздухаи повышечие выхода кислорода,Для этого предлагают кислород из потоа воздуха адсорбировать на цеолитейаА,оохлажденном до 80-100 К, с отбором начальной порции десорбата, содержащей примесь азота,На чертежеустановка для делени зов -воздуха для получен быть исской, нефкислорода ильзовано на предхимической, пиш иятиях химич шленттей диИз. цине и м честны зуюгдие честве таллургии пособы разде процессы физ ния воздуха испол и в к сорбцимолекусорбентов разл природные и ух разделяютчные ынтетический икличной адярпые сита -еолиты. Воз орбцией одно оиз компонент предварительвоздуха на н к эких темперачной компенса той десорбции ачхой десорба получением каче продукта потообогашенного орбир оваломот 2 ых газодо 93 О емому спосо остоит из дв е имеют межд ь контакта д шая по описыва ис ро Зтимадс орберов собой развитеплообмена ановка со - 5, газоУстановка 2, котор говерхнос чертеже жит также холодиль пособа и воздух разделиочбции азот ет пр тока ушественнои адсоуха. Однако, каквсегда сорбируютовод в какой-го с Уст известно, всеаряду с азотепени. Зто е показана). теплообменни ую машину 6 ты сорб том и 3 вы дер вую К 23) Приоритет43) Опубликовано 25.08,(45) Дата опубликования осушенного и охлажденнот олитах, охлажденных до нг ур 220 -170 К, с части ей теплоты адсорбции тепл последуюшей вакуумной отли 7 и 8 влаги, влагоотделитель 9, вакуумный насос 10, кислородный газоанализатор 11, балластную емкость 12,Работа установки циклична. Цикл состоит из двух режимов: адсорбционного и десорбционного, которые Осуществляются с помощью автоматически переключающихся клапанов 13-37.Адсорбционный режим. Сжатый воздух при давлении . 2,5 атм поступает в тепло обменник 5, где он охлаждается до 275 Ко потоком азота, выходящим из установки. Сконденсировавшаяся при этом влага отделяется во влагоотделителе 9, Далее, поток воздуха поступает в вымораживатель 7, где И охлаждается до 210 К обратным потокомоазота, который проходит по встроенному змеевику, Вымораживатели 7 и 8 представляют собой теплообменники, заполненные теплоемкой массой, например каменной насадкой. При охлаждении воздуха в вымораживателе 7 выделяюцаяся влага оседает в виде льда на поверхности холодной насадки,,".сушенный поток воздуха проходит сначалатеплообменник 3, а затем - теплообменник4, где оч охлаждается до рабочей температуры 85-100 К, Через открытый клапан34 поток воздуха направляется в адсорбер2 при прохождении которого кислород изпотока воздуха ядсорбируется микропорамицаолитайат, и из адсоРбеРа 2 выходит охляжденнь 1 й поток азота с аргоном; которыйнаправляется через клапан 36 в теплообменник 3, после которого через клапан 21 азотс аргоном поступают в змеевик выморажиВателя 7, Нагретый до температуры - 270 Кпоток азота затем поступает через клапаны16 и 24 в вымораживатель 8, в которомазот увлажняется, осушая поверхность реге Онеративной теплоемкой насадки, и охлаждается до температуры К. Затем, минуя клапан 33, азот с аргоном направляются в теплообменник 5 предварительного охлаждения воздуха. Из теплообменника 5, ,цазот с аргоном, нагретые до 300 К, придавлении . 1,6 атм отводятся из установки,Десорбционный режим. После адсорбционного режима адсорбер и работающий с ним 59в паре вымораживатель переключаются надесорбционный режим. Причем в то время,как один адс орбер с вым ораживателем работают в ядсорбционном режиме, другой адсорбер ссоответствующим вымораживателем работают 55в десорбционном режиме, Режим начинается со сброса давления в адсорбере 1, змее вике вымораживателя 8, которые соединяются с балластной емкостью 12 открытием клапанов 30, 29 и 14, При сбросе давление в адсорбере 1 падает до - 0,5 а,м, после чего клапаны 14 и -9 закрываются, а 13 и 27 открываются, и вакуумный насос 10 начинает откачивать из ядсорбера 3 дэсорбирующий с цеолита газ и нагнетать его через газоанализатор 11 В балластную емкость 12, Как только концентрация кислорода в потоке десорбированного газа достигнет заданной величины, газоанялизатор11 закроет клапан 13 и откроет 28, черезкоторый кислород поступает в лпио потребителя или на хранечие,При этом режиме происходит также.охлаждение теплоемкой насадки Вьжораживателя 8и обратного потока азота, проходящего черезэтот вымораживатель, потоком десорбированного кислорода. В конце десорбционного режима давление гязя в я лс Отобесэ 1 т 1 змеви,ке ВымОряживателялоВьпцается поцсоединением их к балт.-,но. е,т.,о,.иклапаны 14 и 29Поскольку азот и ягготт ядсотобьуются ПРи темпеРатУОах сэ .уфт- т- К толик иа Внтеш- НЕИ ПОВЕттХНОСТИ Кттистацтьтзв,. -т- як.;т,-ц ЦЕОЛИ та ЯО ъ то ЯДСОрбирОВЯНЧОЕ К ЛИЧЕт ТВО ЗО та и аргона составляет сотые доли от ОбьеМа МИКРОПОР ЦЕОЛИЧтЯ И, СЛЕДОВЯТЕЛЬИО ОТ Объема поглощенного кислорода трудно сорбируемьж Гажз 1, Язот и аргон, первю 1 ми де сорбируют, поэтому отбирая начялтюнуо порциа десорбировявших гязсв, содержащую азот и аргон, в балластную м:домть 12, можно получать кислород очень Высокой чистоты ( дО 99 9 ттт) ттрн МЯЛЫтт ГтттюЯрк ют, ю т 1 тттт-.ЕФормула изобретенияСпособ разделения воздуха путем цикличной адсорбции одного из компонентов предварительно осушенного и охлажденного Воздуха на цеолитах, охлажденных до низкихтемператур, с частичной компенсацией теплоты адсорбции теплотой десорбции с последующей Вакуумной откачкой десорбата,отличающийся тем, что, с цельюповышения чистоты получаемых продуктовразделения Воздуха и повышения выходакислорода, кислород адсорбируют на цеолитах йо Р, охлажденных до температуры 85 -о100 К с отбором начальной порции десорбата, содержащей примесь азота,Составитель И. КалинниковаРедактор В. Дибобес Техред Г. Родак Корректор Т, КравченкоЗаказ 5227/462 Тираж 864 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открь:тий113035, Москва, Ж, Раушскаы наб.9 д Ж 5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектнаи, 4