Установка разделения воздуха

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик нц 711322(22) Заявлено 1005 76 (2 ) 2 3 5 729 6/2 3-26с присоединением заявки Мо(51)М. Кв. Г 25,/ 3/04 Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытий(71) Зайвитевь Иосковский институт химического машиностроения(54) УСТАНОВКА РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА Изобретение относится к низкотемпературной технике разделениятрудноконденсируемых газов, а именно к установкам разделения воздухана азот, кислород и другие составляющие, которые могут быть использованы в металлургической, химической и других отраслях промышленности,Известна установка разделениявоздуха, включающая компрессор,дефлегматор, конденсатор воздуха иазота, детандер и колонну разделения (1) .Близкой по технической сущностик предлагаемой является установка,включающая компрессор, реверсивныйтеплообменник, конденсатор воздуха, турбодетандер, дефлегматор, конденсатор азота, воздухоразделительную колонну, смеситель жидкости ипереохладитель 21В такой установке сжатый воздухпосле реверсивных теплообменниковразделяют на два потока, один из которых полностью конденсируют в конденсаторе воздуха за счет испаренияпродукционного кислорода, а другойподвергают разделению в двух дефлегматорах, Компенсацию холодопотерь бсуществляют расширением в турбодетандере потока воэдуха, обогащенного азотом, поступающего после первого дефлегматора и реверсивного тенлообменника, В азотном конценсатореполучают флегму за счет полного испарения кубовой жидкости, Конечныепродукты разделения отводят из воздухораэделительной колонны, На этойустановке давление сжатого воздухасоставляет 4,4 барОднако в этой установке воздухв конденсаторе воздуха полностьюконденсируется, а в конденсаторе 35 азота происходит полное испарениекубовой жидкости, Частичной конденсации подвергается только часть воздуха, Полная конденсация бинарнойсмеси и полное испарение бинарной 20 жидкости увеличивают потери от необратимости процессов конденсации иразделения.Бель изобретения - уменьшениеудельного расхода энергии на разделение воздуха,Укаэанная цель достигается темтчто предлагаемая установка снабженадополнительным конденсатором воэду"ха, установленным последовательно сосновным конденсатором воздуха исоединенным через реверсивный теплообменник с турбодетандером и дефлегмат ором,На чертеже представлена схема установки разделения воздуха.Установка содержит компрессор 1,реверсивный теплообменник 2, основной 3 и дополнительный 4 конденсаторы воздуха, турбодетандер 5, дефлегматор. 6, конденсатор азота 7, возду"хораэделительную колонну 8, смеситель 9 жидкости и переохладители 10и 11 жидкости,Установка работает следуюшим образом,Воздух сжимается в турбокомпрессоре 1 и поступает в реверсивныйтеплообменник 2, где охлаждается досостояния насыщения и освобождаетсяот влаги и двуокиси углерода, Далеевесь воздух поступает в конденсационную секцию основного конденсатора воздуха, где частично конденсируется, Жидкость отводится в смеситель 9, а пар - в конденсационнуюсекцию дополнительного конденсатора4, иэ которого жидкость направляютв смеситель Э, а пар подают в реверсивный теплообменник 2. Здесь егоподогревают, затем расширяют в турбодетандере 5 и подают в конденсационную секцию противоточного дефлегматора 6, где его разделяют на кубовую жидкость и газообразный азот,Газообразный азот конденсируется впереохладителе 10 и подается на орошение в воэдухоразделительную колонну 8, Жидкий воздух из смесителя 9.подается в испарительную секцию азотного конденсатора 7 через переохладнтель 11, где он частично испаряется,а затем поступает в испарительнуюсекцию противоточного дефлегматора6, здесь происходит окончательноеиспарение воздуха, который затем подается в колонну 8, В колонне получают конечные продукты: жидкий кислород и газообразный азот, который,пройдя последовательно переохладители 10 и 11, а затем реверсивный теплообменник 2, выводится из установки, Жид;:ий кислород отбирается изкуба колонны 8 и поступает вначалев испарительную секцию основного конденсатора 3, где происходит частичное его испарение. Пар при этом отводится в колонну 8 для процесса ректификации, а жидкость направляют висяарительную секцию дополнительногоконденсатора 4, в которой происходитокончательное испарение продукционной части кислорода, который отводится в реверсивный теплообменник 2,где подогревается и выводится изустановкиИзобретение позволит снизить давление воздуха, поступаюшего на разделение с 4,4 до 3,9 бар,Расчеты показывают, что изобретение позволит снизить удельный расходф энергии при разделении воздуха нагазообразные продуктыпо сравнениюс известными установками на 12,Формула изобретения25Установка разделения воздуха,включаюшая последовательно соединенныекомпрессор, реверсивный теплообменник, конденсатор воздуха, турбодетанЗО дер, дефлегматор, конденсатор азота,воздухораэделительную колонну, смеситель жидкости и переохладители,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью снижения удельного расхода35 энергии, она снабжена дополнительнымконденсатором воздуха, установленнымпоследовательно с основным конденсатором воздуха и соединенным черезреверсивный теплообменник с турбодео тандером и дефлегматором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США М 8353887,кл, 62"22, опублик. 27,10,70,2Авторское свидетельство СССР9 3871193 кл, Г 25 д 3/0421 04 73711322 Составитель Ва Те е Н.Ковал Нвочкинва Ко енто Бутяга едактор Т Ин Филиал ППП. фПатентф, г, ужгород, ул. Проектна каз 8987/24 11 БИИП по 11303Тираж ЮГА ПодписГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийМосква ЖРа ская наб