Способ получения обогащенного кисло-родом воздуха

Способ получения обогащенного кисло-родом воздуха

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсккх

Социаюнсткческнх

Республик

ОП HCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ (u323782

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 010678 (21) 2621410/23-26 с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет

Опубликовано 230481.6юллетеиь Н9 15

Дата опубликования описания 250481 (51)М. Кл

F J 3/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 593 (088.8) 1 т

И.П. Усюкин, H.A. Александров и Г.А. Белозеров

j

Московский ордена Трудового Красного Знамени йнетитут химического машиностроения ---. „I (72) Авторы изобретеиия (7 I ) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБОГАЩЕННОГО КИСЛОРОДОМ

ВОЗДУХА

Изобретение относится к разделению воздуха и может быть использовано в металлургической, энергетической и др. отраслях промышленности, где применяется обогащенный кислородом воздух.

Известен способ получения обогащенного кислородом воздуха ниэкотем- пературным методом>включающий сжатие в компрессоре, охлаждение в теплообменнике, сжижение в противоточном дефлегматоре и расширение в турбодетандере.

Сжатый в компрессоре воздух охлаждают и очищают or примесей в реверсив1з ных пластинчато-ребристых теплообменниках, а затем подвергают разделению в противоточном дефлегматоре на кубовую жидкость и поток газообразного азота. Кубовую жидкость испаряют в 20 межтрубном пространстве дефлегматоре при более низком, чем в трубах давлении, а компенсацию холоднопотерь осуществляют расширением газообразного азота в трубодетандере (11 .

Недостатком этого способа является малая концентрация кислорода в обогащенном воздухе — не более 40%.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности 30 и достигаемому результату является способ, согласнокоторому полученную в дефлегматоре кубовую жидкость разделяют в ректификационной колонне до нужной большей концентрации кислорода в воздухе. Орошение колонны осуществляют жидким азотом, который получают при предварительном разделении воздуха и конденсируют в конденсаторе за счет испарения жидкого воздуха, обогащенного кислородом (2 .

Недостаток известного способа заключается в том, что полученный в дефлегматоре обогащенный кислородом воздух до 40Ъ нужно еще разделять в ректификационной колонне до получения большей концентрации кислорода.

Для работы колонны необходимо получение азотной флегмы путем конденсации газообразного азота за счет испарения продукта при повышенном давлении. Кроме того, разделение в адиабатической колонне протекает при значительных затратах энергии от необратимости процессов тепло-, масссобмен а.

Цель изобретения — снижение удельных энергозатрат на получение воздуха, обогащенного кислородом.

823782

Поставленная цель достигается тем, что кубовую жидкость в процессе испарения в межтрубном пространстве дефлегматора разделяют на воздух, обогащенный азотом, вновь сжимают, охлаждают и разделяют в межтрубном про5 странстве дополнительного дефлегматора.

На чертеже изображена схема установки для получения обогащенного кислородом воздуха. !

О установка включает компрессоры 1 и 2, реверсивный теплообменник 3, дефлегматоры 4 и 5, переохладитель 6, теплообменники 7 и 8, турбодетандер

9 и адсорбер 10 двуокиси углерода.

Работа установки осуществляется 15 следующим образом.

Воздух сжимают в турбокомпрессоре 1 и подают в реверсивный теплообменник 3 и адсорбер 10, где освобождают его от влаги и двуокиси углерода. Далее сжатый воздух разделяют в противоточном дефлематоре 4 на кубовую жидкость концентрацией кислорода (40-42%) и газообразный азот. Кубовую жидкОсть пОсле переОхлаждения В переохладителе б дросселируют в верхнюю часть межтрубного пространства дефлегматора 4, где ее испаряют. При этом из нижней части межтрубного пространства дефлегматора 4 отбирают обогащенный до необходимой концентра- ЗО ции воздух (например 60% по кислороду) а вверху — газообразный поток

Ц воздуха, обогащенного азотом, кото рый повторно сжимают в компрессоре 2, охлаждают в теплообменниках 7 и 8 и 35 разделяют в дополнительном дефлегматоре 5 также на кубовую жидкость и газообразный азот. Кубовую жидкость из дефлегматора 5 после переохлаждения также дросселируют в верхнюю 4р часть межтрубного пространства дефлегматора 5, где ее испаряют. Из нижней части межтрубного пространства дефлегматора 5 отбирают обогащенный кислородом воздух, который сое- 4 диняют с потоком обогащенного воздуха иэ дефлегматора 4 и через реверсивные теплообменники 3 выводят из установки в качестве продукта. I

Полученный в дефлегматорах 4 и 5 газообразный азот после подогрева в теплообменнике 7 и нижней части реверсивного теплообменника 3 расширяют в турбодетандере 9, после чего подогревают в теплообменнике 8, переохладителе б и выводят из установки через реверсивный теплообменник 3, присоединив к нему после переохладителя б поток газообразного азота из верхней части межтрубного пространства дефлегматора 5. удельный расход энергии на получение обогащенного кислорода воздуха по предлагаемому способу по расчетам ниже на 17-19%, чем в известных способах. формула изобретения

Способ получения обогащенного кислородом воздуха путем сжатия, охлаждения, дросселирования и предварительного разделения исходного воздуха в дефлегматоре с получением кубовой жидкости, обогащенной кислородом, и газообразного азота, а также последующего испарения кубовой жидкости в межтрубном пространстве дефлегматора, отличающийся тем, что, с целью снижения удельных энергозатрат на получение воздуха, обогащенного кислородом, кубовую жидкость в процессе испарения в межтрубном пространстве дефлегматора разделяют на воздух, обогащенный кислородом, и воздух, обогащенный. азотом, при этом воздух, обогащенный азотом, вновь сжимают, охлаждают и разделяют в межтрубном пространстве дополнительного дефлегматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3257814, кл. 62-29, 1966.

2. Патент США Р 3298184, кл. 62-13, 1966.

823782

СоставиТель Г. Катенев

Редактор A. Химчук . Техред М.Голиика

Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2073/50 к

«)

°

««

O„

Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4