Способ обеспечения незамерзаемости установок для получения кислорода в газообразном или жидком виде

Класс 17 д, 2 а85065 СССР СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ П. Усюкин и В. Г, Воскресенский СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НЕЗАМЕРЗАЕМОСТИ УСТАНОВОК ЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА В ГАЗООБРАЗНОМ ИЛИ ЖИДКОМ ВИДЕ И УСТАНОВКА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБАЗаявлено 1 марта 1948 г. за375415 в Гостехнику СССР чя своих нужд в бо егенерато- незамерусловпях. ать опре- холодном х с одним вводится в эким давлением рхнюю колонну сть воздуха, расширяема ак как по балансу холод СОвременная промышленность потребляет д.льшом количестве технологический кислород.Для обеспечения этих потребностей от кислородного: машиностроения требуются мощные кислородные установки. При проектировании крупных кислородных установок подлежат решению две основные задачи; 1) организация теплообмена при больших количествах передаваемого тепла; 2) очистка больших количеств воздуха от углекислоты и влаги.Обе этп задачи могут быть решены прп использовании рров, которые должны не только очищать воздух, но и бытьзаемыми, Для этого ондд должны работать в соответствующихДля незамерзаемости регенераторов необходимо выдерживделенные разности температур по высоте и в особенности наконце регенераторов,В крупных кислородных установках незамерзаемость регенераторов достигается тем, что ббльшая часть воздуха высокого давления после разделения направляется в регенераторы, увеличивая обратный поток. Это увеличение обратного потока в регенераторах снижает разность температур на холодном конце и приводит к пезамерзаемостп аппаратов.За последнее время появились большие установки одного низкого (76 ата) давления, 11 рпнзлпчип воздуха лишь одного низкого давления и отсутствии химической очистки хотя бы части этого воздуха задача непрерывной работы регенераторов (как с точки зрения незамерзаемостп пх, так и со стороны полной очистки поступающего в установку воздуха) требует особого решения вопроса о теплообмене в регенераторном узлеВ схема нп ча я в детандере, ве . Тажелательно иметь максимальное количество детапдерного воздуха, тоцелесодбуазна установка двух переохладптелей. Применение двух переохладцтелей определяет теплообмен в регенераторах."Для" йолноц очистки воздуха от примесей желательно производитьохлаждециеву(ь,в регенераторах до состояния, (хьпзкото к насыщеншо,Последнее обстоятельство приводит к необходимости охлаждения воздуха.прямого потока путем подогрева часи эого же оздуа, направляемойна детандер, т. е. к так называемому несбалансированному потоку(петле),Решение этого вопроса известно путем применения теилообмепшп;овособой конструкции, т, е. регеператоров-рекуиераторов. Б этих аппаратах можно производить одновременный теплообмен между воздухом прямого потока, ооратпым потоком и дотапдерцым воздухом, подогревапоследний за счет добавочного охлаждения воздуха прямого потока.Азотный и воздушньш ходы в этих теплообменпцках переключаются.Регеиераторы-рекуиераторы дают возможность просто осуществитьтребуемый теплообмен. Однако опп очень сложны, изготовлены из чистого алюминия, дороги в изготовлении и имеют повышенпое сопротивление вследствие бот 1 ыио 11 поверхности, размеры которой диктуютсятеплопередачей по ребру.В газовых и ькпдкостпых турбокислородных установках низкогодавления вопрос очистки воздуха решен иначе. Там углекислота не1 ььиоситс 51 ПОлпостью Ооратп 1,м иотокоь Газа, я с(аи.1 иваетс 51 в Определенных аппаратах, откуда удаляется периодическими отогревами. Последнее нежелательно в особенности для газовой установки,Предлагаемая установка обеспечивает пезамерзаемость обычныхрегенераторов с металлической насадкой и позволяет производить охлаждение воздуха прямого потока за счет введения добавочного дутьячасти этого же воздуха прямого потока, идущего иа детандер илии колонну.С целью создания непрерывности проходящих через регонераторыпотоков, включая и добавочное дутье, установка до;11 кна состоять пзтрех регенераторов или из цх числа, кратного трем,На чертеже изображена схема устапогки для получения кислородапо методу глубокого охлаждения,Установка включает ректификационную колонну 1 и пять регенераторов, пз которых регеиераторь; 2, 3 и 4 являются азотными регецераторамп, а регеператоры 5 ц 6 - кпслородиыми, Применение регенераторов 2, 3 п 4 в установке в количестве ие менее трех имеет цеьюсоздание непрерывности проходящих через иих атокои, ис.1(иа 5 и добавочное дутье.Теплообмен в регенераторах 2, 3 и 4 происходит г, следующей последовательности,Обратньш поток азота проходит по трубопроводу 7 через автоматический клапан 8 регенератора (2, 3 и 4 поочередно) и охлаждает насадку последнего. Идущий вслед за азотом по трубопроводу 18 черезклапаны 19 принудительного действия поток детаидарпого воздуха (и;шчасти холодного воздуха высокого давления), в направлении от холодного конца 9 к гоп:10 ь 1 концу 10 добавочно охлаькдает и(садку, а сзмнагревается и далее по трубопроводу 20 и 21 идет в колонну.После детандерного воздуха через регеператор ио труооироводам 11и 12 пропускается воздух прямого потока, которьш охлаждается за счетхолода азота ц детапдерпого воздуха, аккумулирова(шого насадкой,и выходит после теплообмеиа с насадкой в состояццц, близком к насыщению.М 85065Таким образом, подогрев детандерного воздуха производится в азотных регенераторах введепием в цикл работы регенераторов добавочного дутья.Загрязнения детандерного воздуха прц прохождении его через регенератор не процсходит, так как он пропускается после азота, который перед этим очищает насадку. Однако в моменты расстройства нормального режима работы регенераторов и увеличения температурной разности на холодном конце какого-либо из регенераторов, возъгожно некоторое загрязнение части детандериого воздуха, подогреваемого в регенераторах 2, 3 и 4, Поэтому, несмотря на маленькую расчетную разность температур на холодном конце азотных регеператоров - 3, которая с запасом гарантирует вынос углекислоты и влаги, целесообразно избегать возможности поступления загрязненного воздуха в турбодетандер 13, С этой целью подогреваемая в регеперзторах 2, 3 и 4 часть воздуха высокого давления не направляется в турбодетандер 13, а подается по трубопроводу 12 и 14 в нижнюю колонну вместе с остальным воздухом после регенераторов 2, 3 и 4, причем предварительно охлаждается за счет подогрева детандерного воздуха в подогревателе 15, В турбодетандер 13 направляется воздух цз сборника нижней колонны по трубопроводу 16, где весь воздух, идущий цз регенераторов, подвергается барботажу через кубовую жидкость и, таким образом, очищается от примесей. В последнем случае турбодетандср 13 будет работать в совершенно спокойных условиях и со стороны чистоты поступающего на него воздуха и со стороны колебаний давления, цбо нижняя колонна будет являтвся ресивером,Для осуществления периодического дутья подогреваемого в регенераторах воздуха необходима установка принудительных клапанов на его потоке.Потери воздуха при переключении остаются прежними. Разность температур на холодном конце 9 регенераторов регулируется с помощью специального теплообменника 17 - подогревателя азота.Предмет изобретения1. Способ обеспечения незамерзаемостп установок для получения кислорода в газообразном плц жидком виде, работающих по методу глубокого охлаждения, с установлением разности температур по всей высоте насадки регенераторов в пределах, ооеспечцвающцх полный унос отложений, о т л ц ч а ю гц п й с я тем, что в обычный цикл работы каждого регенератора вводится добавочное дутье потоком части охлажденного воздуха, идущего на детандер илц в колонну, который, нагреваясь, дополнительно охлаждает насадку и прямой поток.2. Установка для осуществления способа по и. 1, о т ли ч а ю щ аяс я применением регенераторов в количестве пе менее трех плп кратном трем, с целью создания непрерывности проходящих через нпх потоков, включая и добавочное дутье.85065 Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРРедактор С. К, Еремин. Техред. А, Л. Сосина. Корр. А. И. Дмитриева. тырь, типография ЛЪ 2 Министерства культуры Чувашской АССР Гор. А Информационно-издательский отдел Объем 0,34 и. л, Заказ 507 дп. к печ, 20/7111-1960 г.ж 250, Цена 50 коп