Способ разделения воздуха

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик О П И С А Н И Е)983405ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Допол н н тел ьное к а вт. 22) Заявлено 10,01,80 (21) 2867660/23 - 2(5 )М, Кд Р 25 ) 3/00 оединением заявки Гоаударствеиньй коми 8) Приорите СВАР о делом изобретенОпубликовано 23.12.82. Бюллетень РйДата опубликования описания 23,12.8 3) УДК 621.592, Пол бак, В. В. КривохиИ Туманов иленк 2) Авторы зобретеи(71) Заявит ПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА т 0,6 - 12 МПа до аза обратного пов этот период в ую скорость газа одит к некачестпримесей, вноси- дутья,я к холодильной техелению воздуха методом ктификации, и может модернизации дейст. анин новых воздухоИзобретение относит изменяется оМПа (давление г ссовая скорость регенерато 0,12-0,15 тока), а м 2-4 раза обратного венной о мых за п енно к разд ратурной ре ьзовано прн нике, анизкотембыть ис тшает массо потока Это пр чистке насадки о риод обратного нструировх установпособ разждение и вуюших иразделительнИзвестенчаюший охлгенераторах ения возду ха, вклюа в рез насад. раз о потооз анни его ч а или боле газа обрати при про ку под давлением 1 О ревышаюшим давлен шеи. не зом15 пол с 20 не ка, перепуск части воздуха из опорожня регенератора в заполняемый, выпуск остав ся части воздуха из опорожняемого реге ратора, охлаждение и очистку насадки г обратного потока 11),Недостатком этого способа является н ная очистка насадки от примесей (паров ды, двуокиси углерода и углеводорода) зом обратного потока. Этот недостаток ловлен тем, что перед прохождением по генератору газа обратного потока из рег ратора выпускают оставшуюся часть воз давление которого в процессе опорожне Наиболее близким по техническои сущности к предлагаемому является способ разделения воздуха низкотемпературной ректификацией, реализуемый в установке с применением трех или более азотных регенераторов и перепуском сжатого воздуха иэ одного регенератора в другой в момент их переклю чения в холодной части регенераторов. Способ включает охлаждение и очистку прямого потока от примесей при прохождении по насадке регенераторов под избыточным давлеии. ем, очистку насадки от примесей обратным потоком с давлением, близкич к атмосфер. ному, выравнивание давления в регенераторах и выпуск из регенератора оставшейся части прямого потока 121.3 983405Неполное удаление примесей по этому способу объясняется тем, что давление воздуха врегенераторе в конце лерепуска уменьшаетсяпримерно в 2 раза по сравнению с давлением газа прямого потока. Это ведет к соответствующему увеличению количества примесей, высаживаюшихся в этот период из кажлого килограмма воздуха и приблизительно в1,25 раза количества примесей, высаживающихсяна дисках насадки за период прямого дутья,Целью изобретения является улучшение условий очистки насадки от примесей газомобратного потока, т,е, повышение эффективности способа и уменьшение энергозатрат.Поставленная цель достигается тем, что15выравнивание давлений прямого и обратныхпотоков и выпуек оставшейся части прямогопотока осуществляют одновременно и несколь.ких точках по высоте регенераторов,Выпуск газа прямого потока производяттак, чтобы массовые расходы газа через зоны насадки, на которых происходит илиможет происходить накапливание примесей(например, через зону накапливания двуокист углерода, которая расположена у холод 1 огтт конца регенердтора, и зону накапливания Н, О, которая находится в средней егочасти) были либо равны нулю, либо минимально возможными, При такой организациивыпуска из регецератора воздуха насадка взонах накапливания примесей це охлаждается и количество примесей ца цей це изменяется. Все это способствует значительному улучцтецию условий незабиваемости насадки двуокисью углерода, углеводородами и отпоже.пнями воды,На чертеже схематически изображена установка для осутцествлеция предложенного способа,Предлагаемый способ разделения воздухаможет быть реализован на установке, включающей азотные теплые клапаны 1 и 2 прину 40дительного действия, перепускной теплый клапан принудительного действия 3, воздушныетеплые клапаны 4 и 5 принудительного действия, азотные регецераторы 6 и 7, петлевойсбросной холодный клапан 8, петлевые клаланы 9 и 10 принудительного действия, клапан 11 автоматического действия, перепускной холодный клапан 12, газовый адсорбер13, азотйьте холодные клапаны 14 и 15 принудительного действия, воздушные клапаны16 и 17 автоматического действия, и блок 18низкотемпературной ректификации воздуха,Разделение воздуха согласно предлагаемомуспособу выполняется следующим образом.Воздух прямого потока пропускают через . 55один иэ кислородных регенераторов и черезазотный регенератор 6, азот - через регенератор 7. В регенераторах воздух охлаждают 4до рабочих температур и очищают от паров воды, двуокиси углерода и углеводородов, которые кондецсируются ц:ти вымордживдются на насадке, и ттаттраттттяют в блок8 цизкотемпературцой ректифцкзцци, Часть возду. ха отбирают из серсдццы регецератора прц средней температуре 40 -60 К, очищают от СО, ц углеводородов в адсорберах 13, откуда цапрдвляктт в блок 18 ректификацци.В конце периода теплого дутья (через 3-.4 миц) проводят гтерсклтттчеттие потоков в регецераторах. Дпя этого одновременно закрывают клапаны 2 и 4 рицудительцого действия. Через 0,5 - с после закрытия клапанов 2 одновременно открывают ца 0,2 - 0,5 с клагтацы 3.9, О и 12 цз тепоми холодном концах регецердгорд и в середине ааратз, и ереускают во гну и т реецс. ратора 6 в рсгецератор 7 тзк, чтооы расход воздуха через зоны насадки, цд которых накапливаются отложения во;ты, двуокиси углерода и углеводородов, бып рзнец и:ти близок к тгуттю.,тВттт этого через срепускной клапан " выпускают из рет.еттетдторд 6 только тот воздух, который цдхо.цттся в стзободцьтх от цдсддки рострзцствгх цз холодном котттте регенераторд, в трубах ц в клапанах, через кпагтацы 9 и 10 воздух, цд. ходятцийся в свободном рос 1 рацствс цдса;ткц от середины до цизз регецсрзторд, д через клапан 3 - . остальной воздух. Посколькурасход воздуха через тгдсзтгк равен цли близок к нулю, то диски зд ериод ерепускд прзктически гтс меняют своей темпсрзту. ры и количество примесей, накопивтесея ца них к концу сриодд телого дутья, тоже практически це изменяется, После того как выравнивается давление воздуха в рсгецерзторах 6 и 7, клапаны 3, 10 и2 закрываю ц открывают одновременно клапаны 1, 14 и 9 тзк, чтобы до вкптттчетгия регецердтора ца обратный лоток расход воздуха через зону насадки, примыкающей к холодному концу регенератора, был равен илц близок к нулю, При необходимости оргацизутот выпуск воздуха и из средней части регецератора через клапаны 9 и 8 так, чтобы в период выпуска и до включения регецератора нз обратный поток скорость движения выпускаемого воздуха через насадку, на которой накапливаются отложения льда и инея воды, была равной или близкой к нулю.Таким обрззом, в обеих зонах насадки к началу протекания через цее газа обратного потока сохраняется температура и количество примесей, осаждаемьгх эа период теплового дутья на отдельных дисках. Поскольку сублимация этих примесей цо предложенному способу происходит только газом обратного20 1. "Кислород", Справочник, т, 1. "Машиностроение", 1967, с. 107,2, Авторское свидетельство СССР У 190379,кл, Р 25 3 5/00, 1967,5 98340 потока, то возможное количество отложений воды и двуокиси углерода, которое может быть вынесено из насадки за период холодного дутья, увеличивается в 1,3-1,6 раза, и-пентана в 1,7 - 8 раз. Это позволяет при прочих равных условиях обеспечить очистку насадки газом обратного потока при работе регенератора на пониженном (в 1,3 - 1,4 раза) давлении газа прямого потока.По предложенному способу возможен так О же одновременный выпуск воздуха из опорож. няемого генератора, который производят только в период перепуска воздуха из опорожняемого аппарата в заполняемый, Эффективность способа по очистке насадки от примесей по вышается примерно на 30% по сравнению с известным способом. Способ может быть реализован в действующих воздухоразделительных установках с минимальными капи. тальными затратами на реконструкцию.Формула изобретенияСпособ разделения воздуха, включающий охлаждение и очистку прямого потока воз 5 6духа от примесей при прохождении по насадке регенераторов под избыточным давлени-ем, очистку насадки от примесей обратнымпотоком с давлением, близким к атмосферному, выравнивание давлений прямого и обратного потоков в параллельно работающихрегенераторах, выпуск оставшейся части пря.мого потока, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения эффективностиспособа путем предотвращения накапливанияпримесей в нижней части насадки, выравнивание давлений и выпуск оставшегося прямого потока воздуха осуществляют одновременно в нескольких точках по высоте регенера.торов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе983405 тавитела К. Чириковред О Н еде Корректор А;1 зятко Редакт ссей а к рьгт(5 ал ППП "Патент", т. Ужгород, ул, Проектная, 4 9882/43 Тнраж 543 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о И 3035, Москва, Ж - 35, Рауиск