Способ разделения воздуха

Способ разделения воздуха

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик о1>851036

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл 3

F 25 Х 3/04 (22) Заявлено 101079 (21) 2825412/23-26 с присоедииемием заявки ИоГосударственный квинтет

СССР по деааи изобретений. и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 300781-Бюллетень No 28 (53) УДК 621. .593(088.8) Дата опубликования описания 300781

В.П.Беляков, В.Ф.Густов, В.A.Ãàðèí, Ю.П.Блаэнин,. С.С.Петухов, В.Б.Воротынцев, A.A,Власенко и В.Й.Зотов (72) Авторы изобретения (71} Заявитель (54 ) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА

Изобретение относится к разделениювоздуха методом низкотемпературной ректификации и может быть использовано наиболее эффективно в химической и металлургической промышленности, например,.в установках разделения газов.

Известен способ разделения воздуха, включающий сжатие воздуха, охлаждение, очистку его от примесей в регенераторах или реверсивных пластинчато-ребристых теплообменниках и разделение методом двукратной ректификации .(1) .

1з

Недостатком указанного способа является сравнительно небольшая (до 40В) доля продуктов, выводимых в чистом виде, значительные потери воздуха, вызванные необходимостью переключения Ю регенераторов или реверсивных теплообменников, и обусловленное этим увели» чением.энергозатрат на получение продуктов разделения.

Известен также способ разделения 2э воздуха, включащий сжатие воздуха, очистку его от примесей в адсорберах с молекулярными ситами, охлаждение его s теплообменниках и разделение методом ректификации (2 ). 30

Однако данный способ характеризуется повышенным расходом энергии, связанным с процессом регенерации сорбента, а следовательно, повышенны ми затратами энергии на получение продуктов разделения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, включаюшии сжатие, охла>хдеиие, очистку в реверсивных теплообменниках и регенераторах с последу адей ректификацией Г3 3.

Недостатками этого способа являют.ся повышенный расход энергии, неравномерная подача газа в ректификационнь1й аппарат из-за переключения регеиераторов и теплообменников и снижения в результате этого эффективности процесса ректификации.

Цель изобретения — уменьшение энергозатрат охлаящений.

ПостаВленная цель достигается тем, что охлажденный воздух пропускапт через псевдоожиженный сорбент, после чего его разделяют на два потока, один иэ которых направляют на очистку в реверсивный теплообменник, другой - на псевдоожижение и регенерацию сорбента, а затеи на очистку в регенераторы;

851036

В результате легкоконденсируищиеся примеси, содержащиеся в воздухе, концентрируются в меньшей части потока, а затем удаляются из этого потока при его охлаждении в периодически переключающихся регенераторах или реверсивных теплообменниках. Большая часть потока, не содержащая легкоконденсируемых примесей, охлаждается в непереключающихся теплообменниках и, соединившись со второй частью потока из регенераторов или реверсивных теп- tO лообменников, поступает на разделение в ректификационный аппарат. Непрерывная подача большей части газа через теплообменники и в ректификационный аппарат обеспечивает его работу с большей эффективностью, На чертех<е изображена принципиальная схема установки реализующая предлагаемый способ.

Установка работает следующим образом.

Воздух сжимается в компрессоре I, охлаждается"до +10 — +5ОC в водоохладителе 2, где основнаямасса водяного пара, содержащегося в воздухе, конденсируется, очищается от легкокон- 2

25 денсируемых примесей в многоступенчатом адсорбере 3 с псевдоожиженным слоем и разделяется на два потока.

Большая часть сжатого воздуха охлаждается в теплообменниках 4 и пода- 3Q ется на разделение, меньшая часть дополнительно сх<имается газодувкой 5,. охла <дается в водяном холодильнике 6, подается в дозатор системы пневмотранспорта 7 и по трубопроводу 8 тран- 5 спортирует отрегенерированный сорбент, отделившись от твердой фазы сорбента в отделителе 9. Эта часть сжатого воздуха подогревается в охладителе 10. сорбента за счет теплообмена с нагре- 4Q тым сорбентам, догревается до температуры, необходимой для регенерации, в нагревателе 11 и используется для регенерации сорбента в десорбере 12, вынося из негб все легкоконденсируемые примеси, содержащиеся ранее во всем перерабатываемом воздухе.

Расход газа в десорбере 12 подобран так, что в результате его теплообмена с сорбентом, поступающим из адсорбера .3, температура отходящего газа понижается лишь до уровня, исключающего выпадение капельной влаги.

Этот поток затем доохлаждается в апдяном холодильнике 6, очищается от капельной влаги и твердых частиц сорбента в сепараторе 13, поступает на очистку и охлаждение-в периодически переключающиеся регенераторы (или реверсивные теплообменники)14, соединяется с основным потоком газа и подается на разделение. Вынос ripvMeceA из регенераторов или реверсивного теплообменника осуществляется частью одного из продуктов разделения.

Предлагаемый способ разделения воздуха по сравнению с лучшими образцами позволяет на 80% уменьшить затраты энергии на очистку воздуха от примесей эа счет почти полной утилизации тепла, идущего на процесс регенерации сорбента, уменьшить на 30

40% металлоемкость узла теплообмена и очистки воздуха установки разделения и повысить эффективность процесса разделения эа счет уменьшения пульсаций расхода газа на входе в ректификационный аппарат.

Формула изобретения

Способ раэДеления воздуха, включающий сжатие, охлаждение и очистку в реверсивных теплообменниках и регенераторах с последующей ректификацией, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат охлаждений, воздух пропускают через псевдоожиженный сорбент, после чего его разделяют на два потока, один из которых направляют на очистку в реверсивные теплообменники, другой на псевдоожижение и регенерацию сорбента, а затем на очистку в регенераторы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

i. Разделение воздуха методом глубокого охлаждения. Под ред.В.Епифановой. М., "Машиностроение", 1973, т. 1, с. 204.

2. Linde Berichte aus Technik und.

lgissenschaft.1977,9 41, s, 34-42.

3. Патент Франции М 1404307, кл. 8 01 0 47/12, 1965.

851036

Составитель В.Папушкин

Редактор К.Лембак Техред A.Бабинец Корректор С;Щомак

Заказ 6301/51 : 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