СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО КИСЛОРОДА ИЛИ АЗОТАИЗ ВОЗДУХА Советский патент 1965 года по МПК F25J3/00 

Способы получения жидкого кислорода или азота в установках среднего давления известны. Это нроцессы Ж- Клода. Преимущество гурбомашин для подобных процессов хорошо iisBecTHO так же, как и применение адсорбции и вымораживания для удаления примесей из воздуха и других газов. Однако для осуществления известных способов применяют сложное оборудование, а также расходуют значительное кал чество электроэнергии.

Предлагаемый способ получения жидкого кислорода или азота из воздуха отличается от известных тем, что расширение воздуха проводят в двухступенчатом турбодетандере до давления верхней ректификационной колонны с промежуточным отбором воздуха после первой ступени при давлении нижней ректификационной колонны.

На чертеже показана схема установки для осуществления цредлагаемого способа.

Сжатый воздух через систему принудительных клапанов / направляется последовательно в одну из полостей реверсивных переключающихся теплообменников 2 и 3 пластинчатой конструкции с высокоразвитой поверхностью и с каналами, которые коллектнруются в изолированные полости для прохождения соответствующих потоков газов.

благодаря которой, кроме интенсификации процесса теплопередачи, создаются благоприятные услови.ч д,тя осаждения твердых примесей и устра; яется попалание их в более холодные зоны теплообменника, откуда твердые примеси не могут быть удалены сублимацией.

Вследствие применения очень тонкого листового металла пластинчатые теплообменники имеют малую теплоемкость, что очень важно для работы их в качестве реверсивных аппаратов с чередующимся процессом нагревания и охлаждения.

Температурный напор в теплообменнике регулируется рециркуляцией иря.мого потока путем наиравления части охлажденного и свободного от примесей воздуха в соответствующие полости теплообменника.

Воздух, пройдя клапаны 4, делится на два потока - один поток поступает в основной теплообменник 5, а затем входит в ректификационнулЮ колонку 6, другой ноток подается в турбодетандеры 7 и 8 на ступенчатое расширение. Здесь часть воздуха расщиряется с 20- 40 ати до давления нижней ректификационной колонны 6 и поступает в последнюю, пройдя теплообменник 9, другая часть воздуха после расширения в турбодетапдере 8 подается в верхнюю ректификационную колонну 10.

налы, по которым он проходнт, частично засоряются твердыми отложениями, поэтому через определенные промежутки времени осуществляется переключение потоков. Для этого по трубам или каналам, по которым пропускали ранее сжатый воздух, направляют обратный поток азота, а по трубам и каналам, по которым пропускали обратный поток, направляют прямой поток сжатого воздуха. В период прохождения обратного потока происходит сублимация и удаление загрязнений, осевших в период прохождения воздуха.

Предлагаемый способ может быть осуществлен и с часгичной циркуляцией воздуха. В этом случае поток воздуха из турбодетандера низкого давления не вводится в верхнюю колопну, а возвращается через теп„пообмеп1 ики в компрессоры. При этом создается возможность работы аппарата при необходимости извлечения аргона. В последнем случае установка работает с частичной циркуляцией воздуха без применения дополнительных машин.

Способ может быть осуществлен на обычных трубчатых теплообменниках при наличии систем очистки и осущки воздуха. С полной сорбцией углекислоты одновременно происходит полная сорбция ацетилена. Некоторая громоздкость, возникающая вследствие наличия систем очистки и осущки, частично компенсируется исключением адсорберов ацетилена и фильтров углекислоты на кубовой жидкости, обычно комплектующих блоки разделения.

В этом случае после теплообменника 2 предварительного охлаждения и теплообменника 3 включаются соответственно блоки осущки и очистки (на чертеже не показаны).

Предмет изобретения

Способ получения жидкого кислорода или азота из воздуха в установках среднего давления с использование.м турбомашин для сжатия и расщирения воздуха, отличающийся тем, что расширение воздуха производят в двухступенчатом турбодетандере до давления верхней ректификационной колонны с промежуточным отбором воздуха после первой ступени при давлении нижней ректификационной колонны.