Установка разделения воздуха высокого давления Советский патент 1985 года по МПК F25B9/02 F25J3/02 

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 с последовательно установленными компрессором, теплообменником предварительного охлаждения, холодильной машиной, основным теплообменником, дросселем и ректификационным аппаратом, и линию обратного потока 1.

Недостатками известной установки являются относительно низкая эффективность и надежность.

Цель изобретения - повышение надежности и экономичности путем снижения удельного расхода энергии.

Указанная цель достигается тем, что установка разделения воздуха высокого давления, содержаш,ая линию прямого потока с последовательно установленными компрессором, теплообменником предварительного охлаждения, холодильной машиной, основным теплообменником, дросселем и ректификационным аппаратом, и,линию обратного потока, дополнительно содержит третий теплообменник, второй дроссель и две последовательно соединенные вихревые трубы, первая из которых подключена к выходу из холодильной машины, а ее горячий конец - к основному теплообменнику, холодный и горячий концы второй вихревой трубы подсоединены к входу в ректификационный аппарат, причем ее горячий конец подсоединен через третий теплообменник и второй дроссель, а линия обратного потока после ректификационного аппарата имеет две ветви, объединяющиеся в одну между основным теплообменником и теплообменником предварительного охлаждения, причем в одну из ветвей включен третий теплообменник.

На чертеже представлена схема установки разделения воздуха высокого давления.

Установка содержит линию 1 прямого потока, Компрессор 2, теплообменники 3 и 4 предварительного охлаждения, блок 5 очистки, холодильную машину 6, основной теплообменник 7, дроссель 8, ректификационный аппарат 9, линию 10 обратного потока, третий теплообменник 11, второй дроссель 12 и вихревые трубы 13 и 14.

Установка работает следующим образом.

Технологический поток воздуха направляют в линию 1 прямого потока, где сжимают в компрессоре 2 до давления 18-20 МПа, охлаждают в теплообменниках 3 и 4, очищают в блоке 5 очистки,

пропускают через испаритель холодильной машины 6 и частично расширяют в вихревой трубе 13. Холодный поток из вихревой трубы 13 для дальнейшего расширения направляют в вихревую трубу 14, где часть потока охлаждается и расширяется до давления входа в ректификационный аппарат 9, а другая часть нагревается. Горячие потоки из вихревых труб 13 и 14 охлаждают обратным потоком в линии 10 (из аппарата 9) Б теплообменниках 7 и 11 (или в одном трехпоточном теплообменнике), расширяют в дросселях 8 и 12 соответственно и смешивают перед ректификационным аппаратом 9 с холодным потоком после вихревой трубы 14.

Применение вихревых труб 13 и 14 позволяет использовать часть холодопроизводительности холодильной машины 6 для компенсации потерь холода на более низких температурных уровнях.

Экономическая эффективность изобретения заключается в снижении энергетических затрат на производство холода.

УСТАНОВКА РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащая линию прямого потока с последовательно установленными компрессором, теплообменником предварительного охлаждения, холодильной машиной, основным теплообменником, дросселем и ректификационным аппаратом, и линию обратного потока. отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности путем снижения удельного расхода энергии, она дополнительно содержит третий теплообменник, второй дроссель и две последовательно соединенные вихревые трубы, первая из котбрых подключена к выходу, из холодильной машины, а ее горячий конец - к основному теплообменнику, холодный и горячий концы второй вихревой трубы подсоединены к входу в ректификационный аппарат, причем ее горячий конец - подсоединен через третий теплообменник и второй дроссель, а линия обратного потока после ректификационного аппарата имеет две ветви, объединяюшиеся в одну между основным теплообменником и теплообменником предварительного охлаждения, причем в одну из ветвей включен третий теплообменник. 4: СО со N со