Воздухоразделительная установка

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУсоединением заявкиосударстеенныи комитетСовета Министров СССРпо делам иэооретенийн открытий) Авторы изобретен мский и опи технический институт 71) Заявител ОЗДУХОРАЗДЕЛИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА,4 МПа верх- еоб- ющей вышевоэду-: Изобретение относится к низкотемпературной раэдвпитепьной технике, нспопь эувмой в области криогенных энергетических устройств, касается воздухораздепитвпьных установок . и служит дпя попучения киспорода, азота и инертных газов из воздуха.Известна воздухораэдепитепьная уста ковка, вкпючающая турбокомпрессор, регенераторы, адсорберы очистки и осушки, тв верхнюю и нижнюю ректификационную колонны, турбодетандеры, конденсатор, иопаритепь, теппообменники и запорную и регулирующую арматуру иВ этойустановке исттарвние кислорода в конденсаторе-испаритепе производят путем конденсации воздуха и понижение давпения воздуха возможно топько до 0,4 МПа.Наибопее бпизкой по технической сущности явпявтся воздухораздепитепьная уо тановка, состоящая из тех же аппаратов, но понижение давпения производят в ней за счет допопнитепьного дожатия азотной фракции и последующей ее конденсации за счет испарения киспорода 21 . 25 Однако в такой установке воэм .снижение давления также топько до О При дапьнейшем снижении давпен рушаются усповия ректификации в ней копонне из-за несоответствия ходимого соотношения между стек пегмой и поднимающими парами.Цепью изобретения явпяется по ние энергетической эффективности хор аздепи тепьной; установкиПснравпенная цепь достигается тем, что установка,.включающая турбокомпрвссор, регенераторы, адсорберы очистки и осушки воздуха, верхнюю и нижнюю ректифи-, кационные копонны, турбодетандеры, кон денсатор, испаритепь, теппообменники, запорную и регупирующую арматуру, снабжена допопнитепьным турбокомпрессором и дроссепьным вентипем, распопоженными между конденсаторами и испаритепем.На чертеже изображена принципиапьная схема предпагаемой воздухораздепительной установки. Воздухораздепитепьнаятур бок омп-аторы (тепнера торыосушки иобменникиую колонну фюю ректифи- . "итель 11,ый турболи 14, 15,18 и допоп-1 Е установка содержит основно 3 рессор 1, кислородные реген лообменники) 2,. азотные рег (теппообменники) 3, адсорбе очистки 4, детандерные тепт, 5, 6, нижнюю ректификацион 7, турбодетандеры 8,9 верх кационную колонку 10, исла конденсатор 12, дополнитель компрессор 13, переохладит дроссельные вентили 16, 1", :нительный вентиль 19. Воэдухораспределитепьная установкаработает следующим образом.И Воздух в количестве, равном единице изотермически сжимается основнным турбокомпрессором 1 примерно до 0,25 МПа.Проходя регенераторы 2,3, воздух охлаз- дается до состояния сухого насыщенного20 пара и очищается от влаги и двуокиси углерода. Незабиваемость регенераторов обеспечивается отводом части воздуха В 0,101 из азотных регенераторов 3 в адсорбер 4, после которого воздух петлевого потока смешивается с частью воздуха М0,293, прошедшего азотные регенераторы 3, и вентилем 18 распределяется в детаннерные теплообменники 5, 6, в которых охлаждается, отдавая тепло де 30 тандерным потокам, смешивается с основным потоком воздуха, прошедшим регенараторы 2 и 3, и поступает в нижнюю ректификационную колонну 7, Часть воздуха В = 0,154, пройдя отмывку на трех ниж 35 них тарелках от углеводородов, отбирается из нижней колонны 7 и через детандерный теппообменник 6, в котором поток нагревается, поступает в турбодетандер 8. Рас 40 ширившийся в турбодетандере 8 воздух вводится в среднюю часть верхней колонны 10. После разделения в верхней колонне 7 часть паров чистого азота в кв пичестве А = 0,25 отводится нз верхней части нижней колонны, подогревается в детандерном теплообменнике 5 н расширяется в турбодетандере 9, Расширившийся в турбодетандере 9 чистый азот выводит-. ся затем по змеевикам, встроенным в азотные регенераторы 3, к потребителю.Оставшиеся пары чистого азота из нижней колонны 7 поступают в конденсатор 12, где конденсируются и стекают в виде флегмы на орошение нижней колонны..Часть флегмы Д = 0,214 через лереохладитель 15, где она охлаждается, отдавая тепло гояэномч аэотч. ппстчпа т ч Ъ = 0,382, обогащенная кислородом, праходит переохладитель 14 и через дроссельалый вентиль 17 поступает также в верх-, нюю колонну 10. Жидкий кислород, получившийся в результате ректификации в верхней колонне, стекает в испаритель 11,где испаряется .за счет конденсации воз- .духа. Часть паров кислорода поступает в верхнюю опонну для обеспечения процес 1 са ректификации, а.часть в количестве, К 0,202 через кислородные регенера,торы 2 отводится к потребйтелю. грязный азот Г 0,548, пройдя переохладители 15 и 141;направляется в азотные регенераторы 3, где нагревается и, вынося влагу и углекислоту, выбрасывается в атмоэ. феру. Конденсация азота и испарение киспорода осуществляется циркуляционным потоком воздуха В 0,49, при низких температурах. Воздух В, сжатый в,дополнительном турбокомпрессоре 13, поступает в испаритепь 11, где конденсиру,ется за счет испарения жидкого кислоро-да. Затем жидкий воздух проходит дроссель ный вентиль 19, где расширяется примерно до 0,15 МПа, и поступает в конденсатор 12. В конденсаторе 12 жидкий воз-. дух испаряется за счет конденсации азота, после. чего испарнвшийся осадок всасывается дополнительным компрессором.Применение такой схемы позволяет снизить давление воздуха после основного турбокомпрессора от 0,25. МПа и уменьшить затраты энергии по сравнению с существующими установками,производящими большие количества газообразных киопорода и азота, примерно на 30 . формула изобретения Воздухораэделитепьная установка, включающая основной турбокомпрессор, регенераторы, адсорберы очистки и осушки, верхнюю и нижнюю ректификационные колонны, турбодетандеры, конденсатор, испаритель, теплообменники, запорную и регулирующую арматуру, о т л и ч а ю щ.а я с я тем, что, с целью повышения энергетической эффективности, она снабжена дополнительным турбокомпрессором и дроссельным вентилем, расположенными между онденсатором и.испарителем. Источники информации, принятые вовнимание прн экспертизе:1, Авторское свидетельствоЛо 387193, М., кл. Р 25 3 3/04, 1973,Составитель В. Ивочкинедактор Л. Емепьинова Техред И. Климко Корректор П. Иакарев Заказ 3877/31 БНИИПИ Госу Тираж 66 дарственного коми о депам иэобретени Я. М оск вя. Ж.6 Подписно та Совета Министр и открытий.ачщская набд. 4