Установка разделения воздуха

Установка разделения воздуха

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Респубиик

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.12.76 (21) 2433083/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гюаударстввнный наинтвт

СССР нв делам нзааретвинй н аткрмтнй

Опубликовано 25.04.79. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 25. 04 УУ (72) Авторы изобретения

В. И. Бова, А. Г. Заречанский, М. Е. Лемберг и Л. Л. Сирнс (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА

Изобретение относится к криогенной тех.нике, более конкретно к установкам низко- температурного разделения воздуха с получением аргона.

Известны установки разделения воздуха с получением аргона, включающие колонну дВойной ректнфикации, колонну сырого аргона, теплообменник, газгольдер, компресеор и колонну очистки аргона от азота 11).

В таких установках производят отбор газообразного сырого аргона из колонны сырого аргона через теплообменник, в котором он подогревается, в. газгольдер, и затем с помощью компрессора через дроссель в колонвву-очистки. Объем занимаемый газом, очень велик. Система зта сложна и вследствие большого количества машин и аппаратов, а также большого объема аккумулирующей емкости (в данном случае газгольдера) требует больвиих капитальных затрат иа сооруфужение..

Известны установки разделения воздуха с получением аргона, включающие колонну двойной ректификации, колонну-сырого аркона, трубопровод отбора жидкого сырого

2 аргона с регулирующим устройством и колонну очистки аргона от азота. Регулирую- щее устройство выполнено в виде установленйого на линии отбора сырого аргона регулирующего вентиля н датчика концентрации жидкого сырого аргона с показывающим прибором {21.

В таких установках отбор сырого аргона производят из кармана колонны сырого аргона, поддерживая заданную номинальную концентрацию в нем кислорода регулирующим вентилем по показаниям показываю. щего прибора, связанного с находящимся в кармане колонны сырого аргона или на линии отбора жидкого аргона датчиком концентрации, Недостатком таких установок является большая потеря продукционного аргона, вызываемая нестабильностью режимов работы аргонных колонн и жесткой технологической связью между ними. Режим работы колонны сырого аргона нестабилен по своей природе, 20 так как малейшие изменения процесса ректификацни в основном воздухораэделительном аппарате существенно сказываются на .составе аргонной фракции, подаваемой в колонну сырого аргона.

658372

В реал! пых словиях годер>каппе кислорода в сыром арго е может изменяться от

1 до 10 -- l2%(при поминальных 3%), а количество отбираемогo сырого аргона — от 60 до 120% f) T поминального. Возможно и полное длительное прекращение отбора сырого аргона при повышенном содержании азота в колонне сырого аргопа. Для восстановления нормального режима работы колонны сырого аргона требуется приблизительно 4 ч. Режим работы колонны очистки нестабилен в результате колебаний количест- <е ва подаваемого сырого аргона и концентрации в нем кислорода. Кроме того, режим ее работы зависит еще от ряда факторов, связанных, например, с работой последующего технологического оборудования В результате наличия жесткой технологической связи между колоннами любое изменение пх ре>кима приводит к потерям продукционного арI гона. Например, при увеличении количества сырого аргона колонна очистки в период вынужденного изменения режима ее работы не обеспечивает необходимой степени разделения и отбросной азот содержит повышенное количество аргона, который, таким образом будет потерян, При прекращении работы колонны очистки аргона теряется весь аргон, который мог бы быть получен за время, которое она не работает.

Любая неисправность в работе колонны ,очистки аргона или последующего оборудования ведет к выбрасыванию получаемого сырого аргона в атмосферу.

Целью изобретении является увеличение выхода продукционного аргона.

Достигается это тем, что установка сиаб.кена аккумулнрующей емкостью, установленной между колонной сырого аргона и колонной очистки аргона от азота и соединенной с.ними с BOMoKûo трубопроводов.

Предусмотрен также вариант установки, при котором с целью увеличения располагаемого напора трубопровод жидкого сырого аргона снабжен греющей рубашкой.

На че1>теже представлена схема установки. с греющей рубашкой.

Установка состоит из колонны 1 двойной ректификации и связанных между собой последовательно трубопроводом 2 сырого аргопа колонны 3 сырого аргона, регулирующего отбор сырого аргона из колонны 3 вентиля 4, расположенной на уровне кармана колонны сырого аргона и связанной с этой коло>шой уравнительным газовым трубопроводом 5 аккумулирующей емкости б, регулирующего подачу сырого аргона вентиля 7 и колонны 8 ректнфикационной очистки аргона от азота. Участки трубопровода сырого. аргопа между колонной 3 сырого аргона и регулирующим вентилем 4 и .между, емкостью 6 и регулирующим вентилем 7 снабжены охлаждающей рубашкой 9. Рубашка является частью ли4 пин 10 подачи кубовой жидкости, на которой находится дроссельный вентиль 11, из куба колонны 1 двойной ректификации в конденсатор колонны 3 сырого аргона. На газовом трубопроводе 5 находится обратный клапан

12. Емкость 6 снабжена указателем 13 уровня. На линии отбора сырого аргона из колонны 3 установлен датчик 14 концентрации с показывающим прибором 15. В колонне 8 ректификацнонной очистки аргона от азота также установлен ряд датчиков с показывающими приборами для контроля режима ее работы (на рисунке условно не показаны).

Установка работает следующим образом.

Жидкий сырой аргон из кармана колонны 3 по трубопроводу 2 через регулирующий вентиль 4 поступает в аккумулирую5.

: щую емкость 6. Отбор жидкого сырого аргона регулируют вентилем 4 по показаниям прибора 15, поддерживая необходимую концентрацию кислорода в аргоне...Для исклю: чення подпаривания жидкого сырого аргона е напорная линия от колонны 3 до вентиля 4 охлаждается сдросселированным вентилем

11 и поданным в рубашку 9 жидким воздухом, направляемым из колонны 1 двойной ректификации в конденсатор колонны 3 сырого аргона Отбор жидкого аргона из емкости 6 в колонну 8 очистки от азота регулируют вентилем 7. Участок трубопровода 2 ме>кду емкостью 6 и колонной 8 очистки также охлаждается сдросселированным жид-, @ ким воздухом, находящемся в рубашке 9.

Вентилем 7 поддерживают заданный расход, определенный из условия стабильной работы колонны 8 и, последующего технологического оборудования. Контроль расхода ьедется по указателю 13,уровня по приборам,. связанным с датчиками, находящимися в колонне очистки. Необходимый напор в трубопроводе 2 между емкостью 6 и колонной 8 обеспечивается расположением емкости 6 на уровне кармана колонны 3 и нижним расположением колонны 8, Подъем жидкости в еМкость б происходит за счет разности удельфв ных весов жидкого аргона до вентиля 4 и паро-жидкостной смеси после него — так называемый парлифтный эффект. Пары аргона из емкости 6 по трубопроводу 5 через обратный клапан 12 возвращаются в колон-. ну 3.

Прн нарушениях режима в аппарате нли в колонне 3 сырого аргона отбор жидкости через вентиль 4 меняется, но колонна 8 очистки от азота продолжает работать в номинальном режиме за счет срабатываний накопленного в аккумулирующей емкости 6 жидкого аргона через вентиль 7.

Объем емкости 6 обеспечивает работу в течение 4-6 ч без подачи или без слива жидкости. В течение этого времени режим и колонн I или 3 восстанавливается, и создается возмо>кность для последующего постепенного накапливания рабочего уровня в емкости б. При нарушении режима работы

658372 того, наличие аккумулирующей емкости по- зволяет при нарушениях работы колонны сырого аргона продолжать подачу сырого аргона в колонну очистки из емкости, что предотвращает потери аргона в таких условиях, а также прекращать подачу сырого аргона в колонну очистки при неисправностях в ней или в последующем технологиЭФ

49 колонны 8 очистки и следующего за ней оборудования отбор жидкого аргона через вентиль 7 прекращается или изменяется, но колонна 3 сырого аргона продолжает работать в нормальном режиме за счет накопления жидкого сырого аргона в емкость 6.

Накопленный аргон после восстановления режима колонны 8 постепенно вырабатывается.

При необходимости увеличения напора на участке трубопровода 2 между емкостью 6 и колонной 8 очистки аккумулирующая ем- 10 кость установлена выше кармана колонны 3.

Для обеспечения подачи жидкости в емкость

6 на напорном участке трубопровода 2 между регулирующим вентилем 4 и емкостью 6 смонтирована греющая рубашка 16, которая является частью линии 17 отбора воздуха

1Э с давлением 6 ат из парового пространства куба колонны 1 в конденсатор колонны 3.

После греющей рубашки на этой линии установлен регулирующий вентиль 18.

В рубашке 6 происходит конденсация ЭO газообразного воздуха, за счет выделения теплоты конденсации происходит подпаривание сырого аргона. В результате парлифт ный эффект значительно усиливается и появляется возможность подачи сырого арго: на на более высокий уровень. Вентилем l8 регулируют тепловую нагрузку рубашки 16.

Установка аккумулирующей емкости-дает . возможность производить отбор сырого аргона из колонны сырого аргона по его концентрации, а в колонну очистки подавать при этом необходимое количество сырого аргона.

Это стабилизирует режим работы колонны очистки и уменьшает потери аргона. Кроме ческом оборудовании. в то же время это дает возможность продолжить отбор сырого аргона из колонны сырого аргона и накапливать его в емкость, а. затем, использовать для последующего разделения, что также предотвращает потери аргона, Таким образом, введение аккумулирующей емкости в линию связи колонны сырого аргона с колонной очистки аргона от азота позволяет стабил из и ровать работу указа нных колонн, производить их независимую регулировку и остановку и в результате увеличивает выход продукционного аргона.

Увеличение выхода аргона при Внедрении изобретения на установке Кж-1Ар составит приблизительно 5%, что обеспечивает годовой экономический эффект 500 тыс. руб.;

Э-37,5(— Я вЂ” ) . 8200 (ч) ..1,6 руб.

500.000 руб.

Формула изобретения .

1. Установка разделения воздуха с получением аргона, включающая колонну двойной ректификации, колоцну сырого аргона, трубопровод отбора жидкого сырого аргона с регулирующим устройством и колонну очистки аргона от азота, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выхода продукционного аргона, она снабжена аккумулирующей ем, костью, установленной между колонной сырого аргона и колонной очистки аргона от азота и соединенной с ними с помощью трубопроводов.

2, Установка по п. 1, отличающаяся тем, что трубопровод жидкого аргона снабжен греющей рубашкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Головко Г. А. Установки для производства инертных газов, Л., 19?4, с. 149-152, 187-189.

2. Схема монтажно-технологическая, черт, КВ0209СХМТ ВНИИКриогенмаш.

658372

Составитель В. Ивочкия

Редактор О. Стенннв Тепрел О. Луговая Корректор О. Билак

Заказ 203I 34 Тираж 606 Подиисиое

ЦИ ИИ ПИ Государственного комитета СССР ао делам изобретений и открытий

I I 3036, Москва, Ж вЂ” 36, Рвушская яаб., д. 4/6

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