Способ получения холода Советский патент 1991 года по МПК F25J3/00 

1

(21)4368558/06

(22)25.01.88

(46) 23.03.91. Бюл. № 11 (72) В.В.Гомозов, В.А.Гарин, Н.В.Филин и В.И.Зотов (53) 621.57(088.8)

(56)Каталог фирмы Мессер Грисхейм. - М.: Изд. фирмы Мессер Грисхейм, 1983.

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДА

(57)Изобретение позволяет снизить расход энергии и увеличить выход продуктов разделения, получаемых в жидком виде. Эта цель достигается тем,

что часть рециркуляционного потока после сжатия отводят в дополнительный турбодетандер 9, расширяют до давления азотной фракции после ректификации и смешивают с первой частью рециркуляционного потока перед расширением во второй ступени турбоде- тандера 11 на более высоком температурном уровне, чем в первой ступени, а часть газообразной азотной фракции после ректификации смешивают с рециркуляционным потоком после первой ступени турбодетандера-10. 1 ил.

(Л

о

оо

С& С&

оэ 1

Изобретение относится к области разделения газовых смесей методом низкотемпературной ректификации.

Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и увеличение выхода продуктов разделения на установке.

На чертеже представлена установка для реализации способа.

Установка состоит из компрессора 1, регенераторов 2, ректификационной колонны 3 среднего давления, ректификационной колонны 4 низкого давления, конденсатора-испарителя 5, пере-J5 из дополнительного циркуляционного

охладителя 6 азотной сЬлегмы, переохладителя 7 кубовой жидкости, турбокомпрессора 8 для сжатия азота, дополнительного турбодетандера 9, первой ступени основного турбодетандера , второй ступени основного турбодетандера 11, теплообменников 12-16, охладителя 17 лидкости, адсорбера 18 жидкого . кислорода, хранилища 19 для слива жидкого кислорода, хранилища 20 для слива жидкого азота.

Способ осуществляется следующим образом.

Сжатый в компрессоре 1 воздух направляется в регенераторы 2, где он охлаждается и очищается от примесей, после чего его подают в ректификационную колонну 3 среднего давления , В колонне 3 воздух разделяют методом низкотемпературной11 ректификации на две газообразные (из жидкой азотной и жидкой кислородной) фракции „ Часть азотной фракции направляют в дополнительный циркуляционный цикл (контур а). Обратный поток азота после окончательного разделения в колонне 4 низкого давления подогревают в переохладителях азотной флегмы 6 и кубовой жидкости 7 и направляют в регенераторы 2, Небольшая часть азота после выхода из регенераторов смешивается с обратным потоком азота циркуляционного цикла на входе в турбокомпрессор 8. После сжатия в турбокомпрессоре 8 меньшая часть потка направляется в турбодетандер 9. Большая часть основного потока охлаждается в теплообменниках 12 и 13 и разделяется на два потока. Основная большая) часть охлаждается и сжижается в теплообменниках 14-16, меньшая часть расширяется в турбо- цётандере 10, смешивается с азотной

фракцией из основного цикла, подогревается в теплообменниках 13-15 за счет охлаждения и ожижения основного потока и смешивается- с потоком после расширения в турбодетандере 9, затем поступает в турбодетандер расширяется и направляется в теплообменники на охлаждение и ожижение основного потока. Часть циркуляционного потока после теплообменника 15 направляют в змеевики, встроенные в насадку регенераторов.

Жидкий азот высокого давления

цикла а дросселируется в отделитель 17 жидкости, при этом газообразная фракция направляется обратно в дополнительный циркуляционный цикл. Жидкая фракция из конденсатора 5 смешивается с жидким азотом из сборника 17 и в качестве орошаемой флегмы после переохладителя 6 направляется в ректификационную колонну 4, Жидкий кислород из конденсатора 5 проходит адсорбер 18, сливается в хранилище 19 жидкого кислорода и затем направляется потребителю. Избыток жидкого азота сливается из сборника 17 в хранилище 20 жидкого азота.

Предлагаемый способ позволит уменьшить расход электроэнергии на 8-10%. Формула изобретения

Способ получения холода путем разделения воздуха, включающего его низкотемпературную ректификацию с получением двух газообразных и жидкой азотной г и кислородной фракций, разделения первой газообразной азотной фракции на два потока, прогрева последних поступающим на разделение воздухом, сжатия первого потока газообразной азотной фракции в турбокомпрессоре, разделения первого потока на две ветви, расширения первой ветви последовательно в первой и второй ступенях турбодетандера, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, часть первого потока после сжатия расширяют в дополнительном турбодетандере и смешивают с первой ветвью первого потока перед второй ступенью турбодетандера, а вторую газообразную азотную фракцию смешивают с первой ветвью первого потока после первой ступени турбодетандера.