Установка для производства жидкого кислорода или жидкого азота низкого давления Советский патент 1958 года по МПК F25J1/00 F25J5/00 

Известна установка д.тя Т1роизводства жидкого Кислорода или азота низкого давления, включающая в себя турбокомпрессор, рекуператоры. теплообменники и колонку однократной ректификации.

Предлагаемая установка является более эффективной и простой. Она имеет турбодетандеры, в одном из которы.х осуществляют расширение воздуха, прошедшего регенераторы и подогретого за счет тепла петлевого потока, от исходного давления до мини.мального дав.ения конденсации в колонне однократной ректификации, а в друго.м осуществляют расширение рабочего газа, подогретого за счет тепла того же петлевого потока, от минимального давления конденсации до давления обратного потока. Для удаления примесей углекислоты из воздуха, поступающего в первый турбодетандер, установлен .теплообменник-ожижитель, в котором этот воздух барботирует через жидкость, образующуюся за счет холода обратного потока.

На фиг. 1 изображена схема усгановк лля производства жидкого кислорода; на фиг. 2-схема установки для производства жидкого азота.

Воздух, сжатый в турбокомпрессоре / до выбранного давления {6--i2 ИГЛ), подается после ковшевого холодильника в регенераторы .2, где охлаждается до состояния сухого насыщенного пара. В процессе охлаждения сжатого воздуха происходит вымораживание из него примесей углекислоты и воды. Температурный режи.м регенераторов, отвечающий условиям самоочистки, при котором отбросный газ полностью выносит из них вымороженные примеси, обеспечивается применением несбалансированного потока, при котором часть воздут а после регенераторов направляется вновь в регенераторы в направлении от холодного конца к теплому и выводится из средней их зоны при температуре около . В дальнейшем этот поток, называемый «петлевым, поступает в детандерный теплообменник 5, где о..азется н зате.; смешивается со вторым потоком воздуха после регенспагорев.

№ 116225

Общи поток направляется в теплообменник-ожижитель 4, в котором неболылое количество воздуха конденсируется за счет теплообмена с обраткыл Л1током. причем образовавшаяся жидкость исгюльзуется огмывки лрнмесей углекислоты из воздуха. Из теплообмснника-ожижите.1н 4 )злух поступает в детандерный теплообменник 3, где нагревается. Затем воздух расширяется в первом турподеьи-дсрс 5 ло м:нимального давления, при обеспечивается кон;кмс;1ция в конденсаторе 6. Температура воздуха в конце расширения 0.1,ло:;... б.-;из)ой к температуре сухого .епного пара воздуха npi; }г:;м лавлснитг. По выходе из первого турбодетандерэ воздух 1,, конденсацию. Нескоидсисировзнный газ нагтравляется на подогрев в дегандерный теплообменник, пос.те чего подвергается раси1И|1 Нию во втором турбодетандере 7 до давления обратного потока. ::..TOfb4 k воздуха после второго турбодетандера - сухой нас1 1щонfh Ii cap.

При иа.|учении /ки.чко.о кислорода (с.м. озиг. 1) ректификационная колонна, пред.чазначеина;: л.чя работы под высоким дав.тением, отсутствует, и ..го/кег быт) П|),1менечо лишь устройство 8 для дополр ительной очистки :ач:1 -еред v п.онлем его во второй турбодетандер. В мтом (- ;-.;.;1, ::;;с::ики 4uj}Ai: протекает за счет испарения кислорода в коиД -::.-ггомО 6. В остг. с.1учакх сконденсированная часть воздуха дрог.члируетс; на верхнюю гаре.тку рсктификаии НИО ко/юпны 9. Потек отбросного газа из ко.юи-ь 9 соеди {яется с п; током газа после ;у|)бодетандера и поступает на реге.чераторы. . :JTOT поток нагре Зйется. очищает касадку от при.месей и выбрасывается в ат.мосферу. Жидкий кислород сливается из конденсатора 6 как готовый продукт.

При производстве жидко о узота (см. фиг. 2) воздух после первого турбодетандера -5 посту::а(т в колонну W, где часть воздуха конденсируется за счет испарения обогсЛг-С/ной кислородом жидкости в конденсаторе П, образуя флегму. В колонну 0 подается жидкий воздух из .тooб Uнникa-oжижi тe lя 12, к ;слородг ая жидкость направляется во вюруюПОЛОСТЬ конденсатора к;.ба KO.iOFiHbi через дроссельный венти 1.. Обратный поток, включаюши ; газ второго турбодетандера, и пары из конденсатора поступают в регенераторы, где нагреваются, очиш;ло- насадку от примесей и выбрасываются в атмосферу. Жидкий азот сливается из кар.манов колонны в про.межуточную емкость 13 как гот;л;ый продукт.

Хо,1юдопоте;)и при работе зстаковки компенсируются в основном хо.г;.,ро1г;нод.1;те.- ьностью 7урбодетандеров и в небольшой степени aii;;ci4.ii,-v pipt-KTOM воздуха 1изкого давления.

В зяписимосг г от кпЕжретныч 1.лоний и требований в схему могут быть вк.мочены-переохладитель флегмы, псреохладитель продукта, ко.1оака д.ля частичной выработки азота.

В установке для производства жидкого кислорода поток воздуха после- второго турбодетандера 7 может быть направлен в среднюю зону ректификационной ко.тонны.

При работе на установке низкого давления по производству жидкого кислорода в петлевом потоке распо.лаган)т турбодетакдер, в котором происходит расширение воздуха до ми Гймальг{ого давления конденсации.

П р е д м с т и 3 о б р е т с ;; и я

1. Установка для производства жидкого кислорода или жидкого азота низкого давления, содержащая Typ6oKON npeccop, рекуператоры, теп.юобмекники и колонку однократной ректификации, отличающаяся тем, что, с целью .повышения холодопроизводительности установки и ее упрощения, она имеет два турбодетандера, в одном нз которых осуществляют расширение воздуха, прошедшего регенераторы и подогретого за счет тепла петлевого потока, от исходного давления до минимального давления конденсации в колонне однократной ректификации, а в другом осуществляют расширение рабочего газа, подогретого за счет тепла того же петлевого потока, от минимального давления конденсации до давления обратного потока.

2. Установка по п. I, отличающаяся тем, что, с целью удаления примесей твердой углеки слоты из воздуха, поступающего на первый турбодетандер, установлен теплообменник-ожижитель, для барботирования воздуха через жидкость, образующуюся за счет холода обратного потока.

№ 116225

Фиг.1