Установка для обогащения криптоно-ксенонового концентрата Советский патент 1992 года по МПК F25J3/02 

«w

fe

Использование: изобретение относится к области разделения воздуха методом низкотемпературной ректификации и может быть использовано в воздухоразделитель- ных установках. Сущность изобретения: установка снабжена трубопроводом 4 с вентилем, соединяющим концентратор и конденсатор 7 жидкого кислорода по пару с образованием циркуляционного контура, а концентратор выполнен в виде сужающегося по диаметру змеевика 1 и имеет расширительный патрубок 2, в котором установлена ректификационная тарелка 6, причем нижняя поверхность змеевика 1 выполнена рифленой. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Вода ,

Обогащенный -- концемлро/я

Ч|

и

О

ю ч

GJ

Изобретение относится к области разделения воздуха методом низкотемпературной ректификации и может быть использовано на действующих и проектируемых воздухоразделительных установках.

Изобретение направлено на сокращение потерь криптона и ксенона, снижение себестоимости производства этих газов, на стабилизацию процесса обогащения криптона и повышение доли криптона и ксенона в концентрате.

Известен испаритель-конденсатор для увеличения мольной доли криптона в первичном криптоновом концентрате.

В известном испарителе объемная доля криптона в первичном криптоновом концентрате (ПКК) составляет 0,1-0,2% и ограниченапредельно-допустимымсодержанием углеводородов в поступающей в испаритель жидкости. Существующие мощности по переработке концентрата в криптоно-ксеНоновую смесь не способны переработать весь вырабатываемый на предприятиях ПКК. Поэтому значительную часть ПКК сбрасывают в продукционный кислород, Низкая доля криптона в ПКК приводит к увеличению энергозатрат на комп- ремирование, адсорбцию, очистку при переработке концентрата в кпиптоно-кре- ноновую смесь. Недостатком известного испа- ри теля является также сложность стабилизации уровня в отделителе жидкости,

С целью исключения недостатков известного аппарата предложена установка для обогащения ПКК с 0,05-0,1 до 1-3 об.% криптона. Основой установки является змеевик, трубопровод которого сужается по ходу движения в нем кипящей жидкости. Верхний широкий конец змеевика снабжен расширенным патрубком, в который врезаны:

трубопровод с вентилем и расходомером, соединяющие по пару змеевик с испарителем-конденсатором или его отделителем жидкости;

напорный жидкостной трубопровод с гидрозатвором.

Такое соединение аппаратов в контур обеспечивает циркуляцию пара и жидкости в контуре. Функцию насоса в контуре выполняет напорный жидкостной трубопровод с гидрозатвором. К нижнему узкому концу змеевика подключен трубопровод продукционного обогащенного криптонового концентрата. В расширенном верхнем патрубке змеевика под патрубком ввода жидкости располагают по крайней мере одну ректификационную тарелку, что значительно снижает долю криптона в отходящем

из змеевика паре и сокращает потери криптона с этим паром.

Отличительной чертой змеевика является рифление его нижней поверхности для

медленного продвижения жидкости по рифам днища змеевика. При движении среди рифов кислород успевает испариться из жидкости, и доля криптона в остатке жидкости значительно возрастает.

0 Предложенная и описанная выше в статическом состоянии установка изображена на чертеже и содержит сужающийся змеевик 1, нижний узкий конец которого соединен с линией обогащенного ПКК. Верхний

5 расширенный конец змеевика заканчивается расширенным патрубком 2 с ректификационной тарелкой 6. В расширенный патрубок 2 врезан напорный трубопровод 3 с гидрозатвором 8, а также паропровод

0 4 с расходомерным участком 5 и вентилем. Таким образом, конденсатор-испаритель 7, напорный трубопровод 3 с гидрозатвором 8, верхний расширенный патрубок 2 змеевика и трубопровод 4 с расходомером

5 5 и вентилем составляют контур, циркуляцию в котором осуществляют с помощью столба жидкости в напорном трубопроводе 3.

Установка обогащения криптона рабо0 тает следующим образом.

Остатки жидкого кислорода из испарителя 7 по напорному трубопроводу 3 и гидрозатвору 8 подают в расширенный патрубок 2, из которого жидкость через

5 ректификационную тарелку 6 стекает в сужающийся змеевик. На рифах змеевика кислород в основном выпаривают. В последних каплях жидкости концентрация криптона, ксенона и углеводородов макси0 мальна. Эти остатки жидкости испаряют нацело и выводят через узкую нижнюю часть змеевика в виде обогащенного ПКК с содержанием криптона до 3 об.%.

В змеевике 1 жидкость кипит за счет

5 подачи тепла от воды, поступающей в сосуд по трубопроводу, Образовавшийся в змеевике пар движется навстречу стекающей кипящей жидкости и через тарелку 6, расширенный патрубок 2, расходомер 5,

0 вентиль по трубопроводу 4 возвращается в испаритель жидкого кислорода 7. При встречном движении жидкость и пар вступают в теплообмен, при котором криптон из пара переходит в жидкость, а кислород

5 - наоборот. На ректификационной тарелке пар окончательно отмывают от криптона и ксенона свежей, поступающей на тарелку, жидкостью. В результате потери криптона из концентратора снижаются до равновесных.

Формула изобретения 1. Установка для обогащения криптоно- ксенонового концентрата. получаемого из воздуха методом низкотемпературной ректификации, содержащая испаритель жидкого кислорода, подсоединенный по остатку жидкости напорным трубопроводом с гидрозатвором к обогреваемому водой концентратору с линией отбора обогащенного концентрата, отличающаяся тем, что, с целью сокращения потерь криптоно-ксе- ноновой смеси , снижения себестоимости и стабилизации процесса обогащения, установка снабжена трубопроводом с вентилем, соединяющим концентратор и испаритель

0

5

жидкого кислорода по пару с образованием циркуляционного контура, а концентратор выполнен в виде сужающегося по диаметру змеевика, причем, широкий конец последнего подключен к напорному трубопроводу через расширенный патрубок, а его узкий конец - к линии отбора обогащенного концентрата.

2. Установка по п. 1,отли чающая- с я тем, что в расширенном патрубке змеевика ниже точки подсоединения напорного трубопровода установлена по крайней мере, одна ректификационная тарелка, а нижняя поверхность змеевика выполнена рифленой.