Способ разделения воздуха

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистических Республик(22 Заявлено 101079 (2 ) 2825412/23-26 с присоединением заявки ИоГосударственный квинтет СССР по деааи изобретений(53) УДК 621. .593(088.8) Дата опубликования описания 300781 В,П.Беляков, В.Ф,Густов, В.А.Гарин,Ю.П,Блаэнин,. С.С.Петухов, В.Б.Воротынцев, А.А,Власенко и В.Й.Зотов 72) Авторы изобретения(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА Изобретение относится к разделению . воздуха методом низкотемпературной ректификации и может быть использовано наиболее эффективно в химической и металлургической промышленности, например,в установках разделения газов.Известенспособ разделения воздуха, включаюший сжатие воздуха, охлаждение, очистку его от примесей в регенераторах или реверсивных пластинчато-ребристых теплообменниках и разделение методом двукратной ректификации .11.15Недостатком указанного способа является сравнительно небольшая (до 40) доля продуктов, выводимых в чистом виде, значительные потери воздуха, вызванные необходимостью переключения Ю регенераторов или реверсивных теплообменников, и обусловленное этим увеличением.энергозатрат на получение продуктов разделения.Известен также способ разделения 25 воздуха, включащий сжатие воздуха, очистку его от примесей в адсорберах с молекулярными ситами, охлаждение его в теплообменниках и разделение методом ректификации 12 1, 30 Однако данный способ характеризуется повышенным расходом энергии, связанным с процессом регенерации сорбента, а следовательно, повышенны- ми затратами энергии на получение продуктов разделения.Наиболее близким к предлагаемому является способ, включаюшии сжатие, охлахдеиие, очистку в реверсивных теплообменниках и регенераторах с последуааей ректификацией ГЗ 3. Недостатками этого способа являют.- ся повышенный расход энергии, неравномерная подача газа в ректификационный аппаратиз-за переключения регеиераторов и теплообменников и снижения в результате этого эффективности процесса ректификации.Цель изобретения - уменьшение энергозатрат охлаждений.ПостаВленная цель достигается тем, что охлажденный воздух пропускапт через псевдоожиженный сорбент, после чего его разделяют на два потока, один иэ которых направляют на очистку в реверсивный теплообменник, другой - на псевдоожижение и регенерацию сорбента, а затеи на очистку в реге- нераторыВ результате легкоконденсируищиеся примеси, содержащиеся в воздухе,концентрируются н меньшей части потока, а затем удаляются из этого потока при его охлаждении в периодически переключающихсярегенераторах илиреверсивных теплообменниках. Большаячасть потока, не содержащая легкоконденсируемых примесей, охлаждается внепереключающихся теплообменниках и,соединившись со второй частью потокаиз регенераторов или ренерсивных теплообменников, поступает на разделение в ректификационный аппарат. Непрерывная подача большей части газачерез теплообменники и в ректификационный аппарат обеспечивает его работус большей эффективностью,На чертеже изображена принципиальная схема установки реализующаяпредлагаемый способ.Установка работает следующим образом.Воздух сжимается в компрессоре 1,охлаждается"до +10 - +5 ОС в водоохла"дителе 2, где основнаямасса водяногопара, содержащегося в воздухе, конденсируется, очищается от легкокон25денсируемых примесей в многоступенчатом адсорбере 3 с псевдоожиженнымслоем и разделяется на два потока.Большая часть сжатого воздуха охлаждается н теплообменниках 4 и подается на разделение, меньшая частьдополнительно сжимается газодувкой 5охлахдается в водяном холодильнике б,подается н дозатор системы пневмотранспорта 7 и по трубопроводу 8 тран 45спортирует отрегенерированный сорбент,отделившись от твердой фазы сорбентан отделителе 9. Эта часть сжатого воздуха подогревается в охладителе 10сорбента за счет теплообмена с нагретым сорбентам, догренается до температуры, необходимой для регенерации, внагревателе 11 и используется для регенерации сорбента в десорбере 12, нынося из негб нсе легкоконденсируемыепримеси, содержащиеся ранее во всемперерабатываемом воздухе.Расход газа в десорбере 12 подобран так, что н результате его теплообмена с сорбентом, поступающим из адсорбера 3, температура отходящего газа понижается лишь до уровня, исключающего выпадение капельной влаги, Этот поток затем доохлаждается в водяном холодильнике б, очищается от капельной влаги и твердых частиц сорбента в сепараторе 13, поступает на очистку и охлаждение-в периодически переключающиеся регенераторы (или реверсинные теплообменники)14, соединяется с основным потоком газа и подается на разделение. Вынос примесей из регенераторов или реверсивного теплообменника осуществляется частью одного из продуктов разделения,Предлагаемый способ разделения воздуха по сравнению с лучшими образцами позволяет на 80 уменьшить затраты энергии на очистку ноздуха от примесей эа счет почти полной утилизации тепла, идущего на процесс регенерации сорбента, уменьшить на 30 40 металлоемкость узла теплообмена и очистки воздуха установки разделения и повысить эффективность процесса разделения эа счет уменьшения пульсаций расхода газа на входе и ректификационный аппарат.формула изобретения Способ раэДеления ноэдуха, включающий сжатие, охлаждение и очистку в реверсинных теплообменниках и регенераторах с последующей ректификацией,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью уменьшения энергозатрат охлаждений, воздух пропускают через псевдоожиженный сорбент, после чего егоразделяют на два потока, один из которых направляют на очистку в реверсивные теплообменники, другой на псевдоожижение и регенерацию сорбента, азатем на очистку в регенераторы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Разделение воздуха методом глубокого охлаждения, Под ред.В.Епифаноной. И., "Машиностроение", 1973,т. 1, с. 204.2. псе Вегас.Ийе аоь Теспп 1 оптИььепьсйаГ 1.1977,М 41, ь, 34-42.3. Патент Франции М 1404307,кл. В 01 0 47/12, 1965.Тираж 566 ПодписноГосударственного комитета СССРелам изобретений и откратийМосква, Ж, Раушская наб., д