Установка для разделения воздуха

(57) Изобретени технике. Целью личение выхода ния воздуха. У воздуха характ лельно детандер рат, входной пат к трубопроводу после основного РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗе отн изоб чист стано еризу у уста рубок возду тепло осится к криогеннои ретения является увеых продуктов разделевка для разделения ется тем, что паралновлен струйный аппакоторого подсоединен ха высокого давления обменника. 3 ил,уха в количев аппарат 9,ГО СУДА Р СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(56) Авторское свидетельство СССРМ 978810, кл. Р 254 01/00, 1982,Иэобреттехнике,Целью изобретения является увеличение выхода чистых продуктов .разделениявоздуха,На фиг. 1 представлена установка дляразделения воздуха; на фиг. 2 - аппарат с ение относится к криогенной делителем жидкости, входящим в установку для разделения воздуха; на фиг. 3 - патрубок ввода газового трубопровода в ректификационную колонну,Установка содержит компрессор 1 для сжатия воздуха, предварительный теплообменник 2, аппарат 3 очистки воздуха от влаги, углекислоты и углеводородов, основной теплообменник 4, охладитель 5, детандер 6, ректификационную колонну 7, конденсатор 8 сжатого воздуха, аппарат 9 с отделителем жидкости, испаритель-конденсатор 10, азотный теплообменник 11, азотный дроссель-вентиль 12, азотный компрессор 13, аргонный теплообменник 14, концевой теплообменник 15, входной патрубок 16 подвода сжатого воздуха, сопло 17 Лаваля, камеру 18 мешения с распределителем 19 жидкости, диффузор 20, отделитель 21 жидкости.патрубок 22 жидкостной, патрубок 23 газовый, корпус 24 колонны 7, ректификационные тарелки 25, перегородку 26, опору 27,Установка работает следующим образом.Компрессор 1 сжимает воздух до давления 5 - 9 МПа, затем воздух охлаждают в предварительном теплообменнике 2, очи- О щают от влаги, углекислоты и углеводородов 0 в аппарате 3, охлаждают в теплообменнике (,4 парами азота, охлаждают в охладителе 5 (Д внешним хладоносителем и подают в тепло- (Л обменник 4. С)Затем воздух разделяют на два параллельных потока: основной поток в количест ве не менее 80)ь подают на детандер 6, где воздух адиабатно расширяется до промежу.ф точного давления, при этом образуется жидкий воздух. В конденсаторе 8 происходит ожижение оставшегося газообразного воздуха при РяР, а жидкий воздух собирается внижней части конденсатора 8.Второй поток сжатого воздстве не более 20 подаетсяПоток сжатого воздуха проходит через пат- . рубок 16, адиабатически расширяется в сопле 17 Лаваля с достижением на срезе сопла числа М "1. По патрубку распределителя 19 жидкости через теплообменник 14 5 из конденсатора 8 в камеру 18 смешения подается жидкий воздух. Проходя через отверстия во внутренней трубе камеры смешения, жидкость дросселируется в поток холодного расширившегося воздуха, после 10 чего смесь направляется в диффузор 20. Жидкий воздух отделяется в отделителе 21 жидкости и подается в вЕрхнюю часть колонны 7 на ректификационные тарелки 25, стекает вниз, обеспечивая осуществление 15 процесса ректификации.Несжиженный воздух через патрубок 23 отводится из отделителя 21 жидкости и через патрубок вводится через стенку корпуса 24 внутрь колонны 7, в зазор между 20 ректификационными тарелками. Поток воздуха натекает на перегородку 26 и проходит через зазор в пространство между тарелками 25, где затормаживается. Тем самым в колонну вводится дополнительное количе ство теплоты, что способствует дополнительному выкипанию азота из стекающей по вышележащим тарелкам 25 колонны 7 флегмы. Это способствует увеличению выхода чистых продуктов, Стекающая жид кость обогащается кислородом, после чего она стекает в нижнюю часть колонны 7, где теплотой конденсации сжатого воздуха в конденсаторе 8 обеспечивается испарение, Жидкий кислород из нижней части колонны 35 7 разделяется на два потока: один направляют в теплообменник 15, где подогревают до параметров окружающей среды и в виде газа выдают потребителю; другой поток направляют в испаритель-конденсатор 10, где 40 из жидкости испаряют остаточный азот, после чего жидкий кислород подают в теплообменник 11, охлаждают и подают потребителю.Азот из колонны 7 пропускают через 45 теплообменник 11 и разделяют на два потока, Большую часть потока нагревают в охладителе 4 и предварительном теплообменнике 2, меньшую часть направляют в теплообменник 15, после чего потоки смешивают и направляют к компрессору 13 для сжатия азота. Азот сжимают в компрессоре 13 до давления Ра)Рпр и делят на два потока. Часть потока выдают потребителю в виде сжатого газа, основной поток - циркуляционный азот - направляют на охлаждение в теплообменник 15, конденсируют в испэрителе-конденсаторе 10, охлаждают жидкий азот в теплообменнике 11, расширяют в азотном дроссель-вентиле 12 и подают жидкий азот на верхнюю тарелку колонны 7 в качестве флегмы.Из средней части ректификационной колонны 7 отбирают азотную фракцию, подогревают в теплообменниках 14 и 15 и либо используют в аппарате 3 для регенерации поглотителей, либо выбрасывают в атмосферу,Предложенная установка позволяет увеличить выход чистых продуктов разделения воздуха до 5,Формула изобретения Установка для разделения воздуха, содержащая магистраль с последовательно установленными компрессором, охладителем воздуха, аппаратом очистки воздуха от влаги, углекислоты .и углеводородов, основным теплообменником, детандером и колонной однократной ректификации, а также азотный компрессор и дроссельный вентиль азота, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения выхода чистых продуктов разделения, установка дополнительно содержит сопло Лаваля, камеру смешения с распределителем жидкости, диффузор и отделитель жидкости с жидкостным и газовым патрубками, последовательно подключенные к магистрали между основным теплообменником и детандером, распределитель жидкости подключен к нижней части колонны, жидкостной патрубок отделителя жидкости - к верхней части колонны, газовый патрубок - к средней части колонны и в месте подключения последнего в колонне распо. ложена перегородка перпендикулярно осипатрубка, 1 б 633501663350 Составитель Н.ЛобановТехред М.Моргентал Корректор С,Черни актор М,Циткина ак Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарин 2253 Тираж 326ИИПИ Государственного комитета по изоб113035, Москва, Ж, Ра Подписноеениям и открытиям при ГКНТ ССкая наб., 4/5