Способ разделения воздуха

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоаетскикСоциалистическихРеспублик и 851032 Ф(22) Заявлено 250679 (21) 27847251 23-26 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Г 25 4 3/00 Государственный комитет СССР ло дедам изобретеиий и открытий(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА 10 Изобретение относится к химическойпромышленности, в частности к разделению воздуха, а именно к очистке воздуха от примесей с помощью адсорбеитовИзвестен способ разделения воздуха,согласно которому воздух перед разделением очищается в одном из адсорберов на адсорбентах, при этом доохлаждение адсорбента после регенерации перед включением на самостоятельную работу осуществляется параллельной работой с ранее работавшим адсорбентом 1 .Недостатками этого способа являются унос тепла при доохлаждении адсорбента в блок разделения и компен"сация его низкотемпературным холодом,сложность управления установкой.Наиболее близким к предлагаемому 2 Оявляется способ разделения воздухаметодом низкотемпературной ректиикации, включающий очистку воздухана адсорбентах, с последующей рЕгенерацией адсорбента нагревом и последующего его охлаждения регенерирующим газом.В этом способе воздух, подаваемыйна разделение, очищается от примесейна адсорбентах, с последующей реге- " 3 О нерацией адсорбента. Регенерация адсорбента включает стадии десорбции . и последующее охлаждение отбросным газом из блока разделения. Охлаждение адсорбента заканчивается при температуре охлаждающего газа после адсорбента, примерно равной температуре окружающей среды. Затем адсорбер наполняют воэдухбм до рабочего давления с целью его доохлаждения, при этом за счет эффекта сжатия газа температура адсорбента повышается. Тйпло, оставшееся после охлаждения адсорбента регенерирующим газом, итепло, образовавшееся. за счет эффекта сжатия, выносится потоком очищаемого воздуха в блок разделения, нарушая при этом режим работы последнего, Для уменьшения последствий нарушения режима работы блока оба адсорбера включаются на параллельную работу, при этом потоки распределяют так, чтобы температура на входе в блок не повышалась выше исходной рабочей более чем на 3-4 оС. После доохлаждения адсорбента весь поток направляют через отрегенерированныйадсорбер 21Недостатками этого способа являются дополнвельныа расход низкотемпературного холода на компенсациютепла, вносимого в блок разделения,нарушение режима работы блока, сложность управления,Цель изобретения - повышение эФФективности процесса разделения воздуха.5Поставленная цель достигается тем,что перед подачей воздуха на очисткупроизводят дополнительное охлаждениеадсорбентов до температуры, ниже температуры очищаемого воздуха на 5-10 орегенерирующим газом, температуру которого снижают путем теплообмена сгазами, выходящими из воздухоразделительной установки.Кроме того температуру регенерирующего газа снижают путем применениявнешнего источника холода.На чертеже изображена установка,реализующая предлагаемый способ.Установка содержит блок 1 разделения воздуха, адсорберы 2 и 3, теплооьменное устройство 4 на потоке охлаждающего газа, поток 5 воздуха наочистку, регенерирующий гаэ б,хладагент 7. 25Воздух перед поступлением в блок1 разделения очищается от примесейна адсорбентах в адсорбере 2, адсорбент в адсорбере 3 регенерируют. Пос.ле десорбции примесей путем .нагреваадсорбента регенерирующим газом,например, до 350 оС, производят охлаждение адсорбента до 0-,30 С, т.е,на 5-10 ниже температуры очищаемоговоздуха, регенерирующим газом, охлажденным в теплообменном устройстве 4путем теплообмена, например, .с продукционным кислородом азотом); выходящим из блока разделения, илииспользуют холод от сторонней холодильной Фреойовой машины. Например, при 40производительности установки разделения воздуха 2200 Нм 5/ч, по перерабатываемому воздуху, работающей поддавлением 34 кгс/см ., необходимо заЯсчет переохлаждения вынести из блокаочистки 125000 кал. При внесенииэтого тепла в блок разделения воздуха это привело бы к недополучению300 кг жидкости в течение 3-х часови соответственно снизило бы производительность установки, Для исключения этогоявления используется потоккислорода или азота с расходом000,Нм/ч и температурой ЗфС, выходящего из блока разделения воздуха, или холод холодильной машины производительностью 60000 ккал/ч в течение 2-х часов.При покрытии этих потерь за счет низкотемпературного холода тратится энергии в 4 раза больше, чем при использовании холода холодильной Фреоновой машины. Охлаждение адсорбента производят ниже температуры ис-ф ходного очищаемого воздуха на 5-10"С, чтобы после выполнения адсорбера очнщаемым воздухом температура воздуха не изменилась. После этого производят переключение адсорберов, поток очищаемого воздуха подают на адсорбцию в адсорбер 3, а в адсорбер 2 регенерирующий на десорбцию примесей.Реализация предлагаемого способа разделения воздуха позволяет по сравнению с известными способами устранить тепловую пробку и за счет стабилизации режима работы установки увеличить ее производительность на 5-7, а также приводит к упрощению управления блоком разделения.Формула изобретения1. Способ разделения воздуха методом низкотемпературной ректификации, включающий очистку воздуха на адсорбентах с последующими регенерацией адсорбента путем нагрева н его охлаждением регенерирующим газом, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эФФективности процесса, перед подачей воздуха на очистку производят дополнительное охлаждение адсорбентов до температуры, ниже температуры очищаемого воздуха на 5-10 ф регенерирующим газом, который охлаждают путем теплообмена с газами, выходящими из установки разделения.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что регенерирующий газ дополнительно охлаждают путем применения внешнего источника холода.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Кислород. Справочник под ред.Д.Л.Глизманенко, М 1973, т. П,с, 164.2. Криогенное оборудование. Каталог, М., 1976, ч. П, с. 65.аказ лиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 б 300/50 Тираж 566 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж-З 5, РаушскПодписно митета СССР открытий наб., д. 4/5 Ш В ю ет