Способ разделения воздуха

Способ разделения воздуха

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е („983405

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополннтельное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10,01.80 (21) 2867660/23 — 26 с присоединением заявки РЙ (28) Приоритет— (5l)M. Кд.

F 25 J 3/00

1оаударствоный комитат оо делом изооретеиий и открытий

Опубликовано 23.12.82. Бюллетень Рй 47

Дата опубликования описания 23.12.82 (53) УДК 621.592. .3 (088.8) Л. П. Даниленко, В. Д. Кабак, В. В. Кривохижнн, Н. К. Поливалин и А. И, Туманов (72) Авторы изобретения

1

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА

1S

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к разделению воздуха методом низкотемпературной ректификации, н может быть использовано при модернизации действуюших и конструировании новых воздухоразделительных установок.

Известен способ разделения воздуха, включаюший охлаждение и очистку воздуха в регенераторах при пропускании его через насадку под давлением, в два или более раз превышаюшим давление газа обратного потока, перепуск части воздуха из опорожняемого регенератора в заполняемый, выпуск оставшейся части воздуха из опорожняемого регенератора, охлаждение и очистку насадки газом обратного потока (t).

Недостатком этого способа является неполная очистка насадки от примесей (паров воды, двуокиси углерода и углеводорода) газом обратного потока. Этот недостаток обусловлен тем, что перед прохождением по регенератору газа обратного потока из регенератора выпускают оставшуюся часть воздуха, давление которого в процессе опорожнения

2 регенератора изменяется от 0,6 — 12 МПа до

0,12 — 0,15 МПа (давление газа обратного потока), а массовая скорость в этот период в

2 — 4 раза превышает массовую скорость газа обратного потока. Это приводит к некачественной очистке насадки от примесей, вносимых за период обратного дутья.

Наиболее близким по технической 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 переключения в холодной части регенераторов. Способ включает охлаждение и очистку прямого потока от примесей при прохождении по насадке регенераторов под избыточным давлением, очистку насадки от примесей обратным потоком с давлением, близким к атмосферному, выравнивание давления в регенераторах н выпуск из регенератора оставшейся части прямого потока (2).

3 983405

Неполное удаление примесей по этому способу объясняется тем, что давление воздуха в регенераторе в конце лерепуска уменьшается примерно н 2 раза по сравнению с давлением газа прямого потока. Это ведет к соотнетстнующему увеличению количества примесей, высаживаюшихся н этот период из кажлого килограмма воздуха и приблизительно в

l,25 раза количества примесей, высаживающихся на дисках насадки за период прямого дутья.

Целью изобретения является улучшение условий очистки насадки от примесей газом обратного потока, т.е, повышение эффективности способа и уменьшение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что

15 выравнивание давлений прямого и обратных потоков и выпуек оставшейся части прямого потока осуществляют одновременно и нескольких точках по высоте регенераторов, Выпуск газа прямого потока производят так, чтобы массовые расходы газа через зоны насадки, на которых происходит или может происходить накапливание примесей (например, через зону накапливания двуокиси углерода, которая расположена у холод11огтт конца регенератора, и зону. накапливания ll О, которая находится в средней его частит были либо равны нулю, либо минимально возможными, При такой организации выпуска из регенератора воздуха насадка в зонах накапливания примесей не охлаждается и количество примесей на ней не изменяется. Все это способствует значительному улучшению условий незабиваемости насадки днуокисью углерода, углеводородами и отложениями воды, На чертеже схематически изображена установка для осутцествления предложенного способа.

Предлагаемый способ разделения воздуха может быть реализован на установке, включающей азотные теплые клапаны 1 и 2 прину о дительного действия, перепускной теплый клапан принудительного действия 3, воздушные теплые к чапаны 4 и 5 принудительного действия, азотные регенераторы 6 и 7, петлевой сбросной холодный клапан 8, петлевые клала- 45 ны 9 и 10 принудительного действия, клапан 11 автоматического действия, перепускной холодный клапан 12, газовый адсорбер

13, азотйьте холодные клапаны 14 и 15 принудительного действия, воздушные клапаны

l6 и 17 автоматического действия, и блок 18 низкотемпературной ректификации воздуха.

Разделение воздуха согласно предлагаемому способу выполняется следующим образом.

Воздух прямого потока пропускают через . 55 один иэ кислородных регенераторов и через азотный регенератор 6, азот — через регенератор 7. В регенераторах воздух охлаждают

4 до рабочих температур и очищают от паров воды, двуокиси углерода и углеводородов, которые конденсируются и: и ныморажинаются на насадке, и напранттяют н блок 8 низкотемпературной ректификации, Часть воздуха отбирают из середины регеиератттра при средней температуре 140 -! 6(! К, очищают от СО, и углеводородов в адсорберах 13, откуда направляктт в блок 18 ректификации.

В конце периода теплого дутья (через

3--4 мин т проводят ттерсклтттчеттие потоков н регенераторах. Япя этого одновременно закрывают клапаны 2 и 4 принудительного действия. Через 0,5 -! с после закрытия клапанов 2 однонремеиио открывают на

0,2 — 0,5 с клаттаны 3.9, !0 и íа теплом и холодном концах регенератора и в середине аппарата, и иереиускают но тду» и т ре. еисратора 6 н рсгеиератор 7 так, чтооы расхо;т воздуха через зоны насадки, на которых накапливаются отложения во;ты, двуокиси у глерода и угпснодородон, бып ранен и:ти близок к нулю.,тВттт этого через исрепускной клапан l выпускают из рет енератора 6 только тот нозду», который На»о. èïñÿ н стзободных от ттасадки пространствах иа холодттом котттте регенератора, н трубах и в клапанах, через клапаны 9 и 10 воздух, находятцийся в свободном ттрост раистнс насадки от середины до низа регеисратора, а через клапан 3 -- остальной воздух. Поcêîïüêó расход возду ха через насадку ранен или ттлизок к нулю, то диски за период иерепуска практически ттс меняют своей теттпсратуры и количество примесей, иакопивитееся на них к концу периода теплого дутья, тоже практически не изменяется, После того как выравнивается давление воздуха н рсгеиераторах 6 и 7, клапаны 3, 10 и 2 закрываю и открынают одновременно клапаны 1, т4 и 9 так, чтобы до нкптттчеттия регенератора на обратный лоток расход воздуха через зону насадки, примыкающей к холодному концу регенератора, был равен или близок к нулю.

При необходимости организутот выпуск воздуха и из средней части регеиератора через клапаны 9 и 8 так, чтобьr н период выпуска и до включения регенератора на обратный поток скорость движения выпускаемого воздуха через насадку, на которой накапливаются отложения льда и инея воды, была равной или близкой к нулю.

Таким образом, н обеих зонах насадки к началу протекания через нее газа обратного потока сохраняется температура и количество примесей, осаждаемых эа период теплового дутья на отдельных дисках. Поскольку сублимация этих примесей ио предложенному способу происходит только газом обратного

20 1. "Кислород". Справочник, т. 1. "Машиностроение", 1967, с. 107.

2. Авторское свидетельство СССР У 190379, кл. Р 25 J S/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- 10 же одновременный выпуск воздуха из опорожняемого генератора, который производят только в период перепуска воздуха из опорожняемого аппарата в заполняемый. Эффективность способа по очистке насадки от примесей по- 15 вышается примерно на 30% по сравнению с . известным способом. Способ может быть реализован в действующих воздухоразделительных установках с минимальными капитальными затратами на реконструкцию.

Формула изобретения

Способ разделения воздуха, включающий охлаждение и очистку прямого потока воз5 6 духа от примесей при прохождении по насадке регенераторов под избыточным давлени- ем, очистку насадки от примесей обратным потоком с давлением, близким к атмосферному, выравнивание давлений прямого и обратного потоков в параллельно работающих регенераторах, выпуск оставшейся части прямого потока, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа путем предотвращения накапливания примесей в нижней части насадки, выравнивание давлений и выпуск оставшегося прямого потока воздуха осуществляют одновременно в нескольких точках по высоте регенераторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

983405

Составитель К. Чириков

Техред О. Н еде Корректор А;!зятко

Редактор П. Коссей

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

Заказ 9882/43 Т нраж 543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

И3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раутиская наб,, д. 4/5