Установка для разделения воздуха

оюз СоветскихоциалистицескихРеспублик полнительное к авт, свид-в 2) Заявлено 25,09,75 (21)2177321/23-26исоеднненнем заявки Государстееииый кометеСовета Иииистрое СССРео делам изеоретеиийи открытий5) Дата опубликования оп и ани я 2) Авторизобретения М, Сошинскг(7 м, Г, В. Плеханова осковский институт народного хозяй внтель УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА Изобретение относится к низкотемпературной технике разделения трудноконденсируемых га юв и касается установок для разделения воздуха, работающих с гелиевыми холодильно-газовыми машинами.Известна установка для разделения воздуха с получением азота, включающая конденсатор газов воды, вымораживатель, воздухоразделительную колонну, адсорбер, конденсатор азота и холодильно-газовую машину 1.В этой установке очистка воздуха от водяных газов в рабочий период во время получения продукта выполняется в низкотемпературном конденсаторе паров воды. Окончательно воздух освобождается от остатков паров воды и от двуокиси углерода в вымораживателе воздухоразделительной колоннььНедостатком известной установки разделения воздуха является малая продолжительность работы установки до отогрева.Практически она колеблется от 5 до15 сут в зависимости от температуры и влажности атмосферного воздуха и от размеров очистных аппаратов установки. Малая производительность работы установки вызвана тем, что удаление влаги из воздуха осуществляется в конденсаторе паров воды только за счет холодачество которогоколичества входядуха, поэтому темдуха понижаетсяон ненасыщен, в друется.Известна также установка для разделения воздуха, которая, кроме перечисленныхвыше аггпаратов и устройств, включает компрессор, работающий на отходящем из ко 1 олонны азоте, и требует дополнительного холодильного цикла для образования жидкойфлегмы для работы колонны 2,Недостатком этого устройства являетсясжатие в компрессоре азота и возврат сжатого теплого азота в теплообменник. Крометого, в конденсатор паров воды поступаютпары только одного компонента, что для хорошего охлаждения воздуха оказывается недостаточным,Целью изобретения является увеличениепродолжительности безостановочной работы установки и получение на ней как жидкого, так и газообразного азота.Поставленная цель достигается тем. чтоустановка для разделения воздуха, вклю 25 чающая последовательно сосдиненныс конО П И (мейьНЖ. Е п 1 61976 ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ1 О 20 3035 45 40 Формула изобретения 50 55 00 ленсазор паров воды, и мораживатель с внутренним теплообменю,м, воздухоразлелительную колонну с испарителем, адсорбер, конденсатор азота и холодильно-газовую машину, снабжена кольцевым газопроводом с регулируюшим вентилем для подвода и отвода хладоагента, соединяющим конденсатор паров воды и испаритель воздухораздели тельной колоннььНа фиг. 1 представлена схема работы воздухоразделительиой установки с использованием в качестве дополнительного хладоагента газообразного азота; на фиг. 2 в - пример исполь вания очищенного воздуха в качестве дополнительного хладоагента; на фиг. 3 показана схема работы воздухоразделительной установки, аналогичной фиг. 2, но очищенный воздух отбирается после алсорбера.Боздухоразделительная установка состоит из нагнетающего устройства 1, конденсатора паров воды 2, вымораживателя 3 с внутренним теплообменником 4, воздухоразделительной колонны 5 с испарителем 6, адсорбера 7, конденсатора азота 8, хололильно-газовой маи 1 ины 9, емкости 1 О, кольцевого газопровода 11 с вентилем 12 и вытяжного устройства 3. Испаритель возлухоразлелительной колонны имеет теплообменник 14 и змеевик 15.Установка работает следуюшим образом.Атмосферный воздух (исходный поток газа) проходит с помощью нагнетающего устройства 1 (см. фиг. 1) через низкотемпературный конденсатор паров воды 2, где охлаждается до температуры близкой ОС потоками кислорода и азота, Затем охлажденный влажный воздух направляется во внутренний теплообменник 4 вымораживателя 3 и далее в вымораживатель 3, в котором охлаждение воздуха происходит в результате испарения жидкого кислорода воздухоразделительной колонны 5. В вымораживателе 3 из воздуха удаляются остатки паров воды и двуокиси углерода. цоохлажление воздуха производится в теплообменнике 4 испарителя б воздухоразделительной колонны 5, Очищенный от паров воды и двуокиси углерода воздух проходит окончательную очистку от паров ацетилена в адсорбере 7. Чистый воздух направляется на верх колонны 5 на разделение.Поток кислорода отбирается из верхней части испарителя б колонны 5 и из труб вымораживателя 3 после подогрева во внутреннем теилообменнике 4, направляется в конденсатор паров воды 2 и выбрасывается в атмосферу через вытяжное устройство 13. Поток охлаждаюшего азота отбирается из верхней части воздухоразделительной колонны 5 и разделяется на два потока перед понижением давления. Первый поток проходит через вентиль 12, где происходит понижение его давления, и направляется в конденсатор 8 холодильно-газовой машины 9. Второй поток через кольцевой газопровод 11 направляется в конденсатор паров воды 2, подогревается в нем и далее проходит змеевик 5исиарителя 6 воздухоразделительиой колонны 5, охлаждается, испаряя кислород, и соелиияется с первым потоком за вентилем 2у входа в конденсатор 8 холодильно-газовоймашины 9,Часть азота выводится из установки ввиде газообразного продукта с помошьювытяжного устройства 3 (фиг. 1),Жидкий азот из конденсатора 8 холодильно-газовой машины 9 проходит адсорбери как продукт разделения исходного потокагаза сливается в емкость 10. Часть жидкого азота направляется с помощью парлифтана орошение верхней части возлухоразлелительной колонны 5.Нормальная работа возлухоразлелительной колонны 5 обеспечивается путем испарения жидкого кислорода в испаритель бколонны 5 теплом от двух потоков: потокаатмосферного воздуха, проходящего последовательно через конденсатор паров воды 2,внутренний теплообмениик 4 вымораживателя 3, вымораживатель 3 паров воды и СОи теплообменник 14 испарителя 6 колонны 5и потока азота (или холодного воздуха),выходящего из конденсатора паров воды 2по кольцевому газопроводу 11.Воздух перед поступлением в серединувозлухоразделительной колонны 5 охлаждается до состояния насыщения и очишаетсяот примесей последовательно в пяти агрегатах: конденсаторе паров воды 2, внутреннемтеилообменнике 4 вымораживателя 3, вымораживателе 3 паров воды и двуокиси углерода, теплообменнике 14 испарителя 6 и вадсорбере 7 ацетилена.Преимущества предлагаемой установкипо сравнению с существующими заключаются в том, что она дает возможность максимально охладить поток теплого влажногоатмосферного воздуха в конденсаторе паровводы до температур, близких ОС, удалитьиз него почти всю влагу в виде конденсатабез вымораживания и тем сушественно увеличить продолжительность безостановочнойработы установки. Воздух после вымораживателя дополнительно охлаждается в теплообменнике испарителя колонны почти досостояния насьпцения. Установка для разделения воздуха, включаюцая последовательно соединенные конденсатор паров волы, вымораживатель с внутренним теплообменником, воздухоразделительную колонну с испарителем, адсорбер, конденсатор азота и холодильно-газовую машину, отличающаяся тем, что, с целью увеличения прололжительности безостановочной работы установки и получения как жидкого, так и газообразного азота, она снабжена кольцевым газопроводом с регулируюшим вентилем для подвода и отвода хладоагента, соединяющим конденсатор паров во619761 1. Азотодобывающгя станция. ПроспектВДНХ СССР, ЦИНТИхимнефтемаш, 1973. 2. Патент ФРГ1199294,кл. 17 д 2/01,. 20.04,64. Составитель В. Ивочкинехред О. Луговая Корректор П. Макарев ираж 666 Подписное Редактор Т. ЛевяткоЗаказ 4484/35 ЦНИИП И Государственного комитета по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Рауш иал ППП Патент, г. Ужгорды и испаритель воздухоразделительной колонны.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: овета Министровоткрытийкая наб., д. 45 д, ул. Проектная