Установка разделения воздуха высокого давления

Установка разделения воздуха высокого давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТАНОВКА РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащая линию прямого потока, включающую компрессор, теплообменник предварительного охлаждения, холодильную машину, ос/2 новной теплообменник, турбодетандер, дроссель и ректификационный аппарат, и линию обратного потока, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения степени расширения воздуха в турбодетандере, ока дополнительно содержит вихревую трубу, вход которой соединен с выходом холодильной машины, патрубок холодного потока - с входом в турбодетандер, а патрубок горячего потока - с входом в основной теплообменник . 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что вихревая труба снабжена охлаждающей рубашкой, включенной в линию обратного потока между основным теплообменником и теплообменником предварительного охлаждения. NU СО со 4; 1риг-Г

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4«59 F 25 В 9/02; F 25 1 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:и в Щя я У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3602274/23-06 (22) 09.06.83 (46) 07.03.85. Бюл. № 9 (72) В. И. Епифанова, А. Д. Суслов, В. Ю. Шадрина, Н. В. Самусенков, И. В. Горенштейн и Ю. А. Павленко (71) МВТУ им. Н. Э. Баумана (53) 621.593 (088.8) (56) 1. Усюкин И. П. Установки, машины и аппараты криогенной техники. Ч 1. М., Пищевая промышленность», 1976, с. 57, рис. 39. (54) (57) 1. УСТАНОВКА РАЗДЕЛЕНИЯ

ВОЗДУХА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащая линию прямого потока, включающую компрессор, теплообменник предварительного охлаждения, холодильную машину, ос„„SU„„1143944 А новной теплообменник, турбодетандер, дроссель и ректификационный аппарат, и линию обратного потока, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения степени расширения воздуха в турбодетандере, она дополнительно содержит вихревую трубу, вход которой соединен с выходом холодильной машины, патрубок холодного потока — с входом в турбодетандер, а патрубок горячего потока — с входом в основной теплообменник.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что вихревая труба снабжена охлаждающей рубашкой, включенной в линию обратного потока между основным теплообменником и теплообменником предвари- «р тельного охлаждения. 9

1143944

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к воздухоразделительным установкам, и может быть применено при создании установок малой производительности для получения жидких и газообразных продуктов разделения.

Известна установка разделения воздуха высокого давления, содержащая линию прямого потока; включающую компрессор, теплообменник предварительного охлаждения, холодильную машину, основной теплообменник, турбодетандер, дроссель и ректификационный аппарат, и линию обратного потока (1).

Недостатками известной установки являются низкие эффективность и надежность вследствие применения турбодетандеров высокого давления с большой степенью расширения газа.

Цель изобретения — повышение надежности и уменьшение степени расширения воздуха в турбодетандере.

Цель достигается тем, что установка разделения воздуха высокого давления, содержащая линию прямого потока, включающую компрессор, теплообменник предварительного охлаждения, холодильную машину, основной теплообменник, турбодетандер, дроссель и ректификационный аппарат, и линию обратного потока, дополнительно содержит вихревую трубу, вход которой соединен с выходом холодильной машины, патрубок холодного потока — с входом в турбодетандер, а патрубок горячего потока с входом в основной теплообменнйк.

Вихревая труба снабжена охлаждающей рубашкой, включенной в линию обратного потока между основным теплообменником и теплообменником предварительного охлаждения.

На фиг. 1 представлена схема установки разделения воздуха высокого давления с адиабатной вихревой трубой высокого давления; на фиг.,2 — установка с охлаждаемой вихревой трубой.

Установка содержит линию 1 прямого потока, компрессор 2, теплообменники 3 и 4 предварительного охлаждения, холодильную машину 5, блок 6 очистки, основной теплообменник 7, турбодетандер 8, дроссель 9, ректификационный аппарат 10, адиабатную вихревую трубу ll, линию 12 обратного потока и охлаждаемую вихревую трубу 13 с охлаждающей рубашкой 14.

50 установки вследствие замены турбодетан5

1О

Установка работает следующим зом.

Атмосферный воздух поступает в линию 1 прямого потока, сжимается в компрессоре 2 до высокого давления (18 — 20 МПа), очищается в блоке 6 очистки и охлаждается в теплообменниках 3 и 4 предварительного охлаждения воздухом обратного потока и в холодильной машине 5. Далее поток воздуха высокого давления расширяется до среднего давления в адиабатной вихревой трубе ll, после чего холодная часть потока расширяется в турбодетандере 8 со среднего давления до давления входа потока в ректификационный аппарат 10. Горячий поток после вихревой трубы 11 охлаждается в основном теплообменнике 7 воздухом, проходящим по линии 12 обратного потока, расширяется в дросселе 9 и смешивается с потоком после турбодетандера 8 перед входом в ректификационный аппарат 10.

Работа установки по схеме, изображенной на фиг. 2, отличается тем, что только часть потока воздуха высокого давления расширяется до среднего давления в охлаждаемой вихревой трубе 13 и подается в турбодетандер 8. Другая часть потока высокого давления охлаждается в основном теплообменнике 7, расширяется в дросселе 9 и смешивается с детандерным потоком. После смешения общий поток воздуха направляется в ректификационный аппарат 10. Вихревая труба 13 охлаждается в рубашке 14 частью потока воздуха, направляемого по линии 12 после основного теплообменника 7.

Так как в турбодетандере среднего давления доля газодинамических потерь энергии ниже, чем в турбодетандере высокого давления, то уменьшение срабатываемого теплоперепада газа в турбодетандере предлагаемой установки компенсируется увеличением его изоэнтропного КПД (плюс небольшим расходом холодопроизводительности холодильной машины) . Наличие вихревой трубы позволяет использовать другую часть холодопроизводительности холодильной машины для компенсации потерь холода на более низком температурном уровне.

Экономическая эффективность изобретения заключается в снижении удельных затрат энергии на производство 1 кг жидкого продукта и в повышении надежности дера высокого давления турбодетандером среднего давления.

1143944 иг.

Редактор А. Шандор

Заказ 887/32

Составитель Ю. Суков

Техред И. Верес Корректор E. Рошко

Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I I3035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4