Способ разделения воздуха Советский патент 1992 года по МПК F25J3/00 F25J3/08 F25J3/04 

сл С

Использование: разделение и очистка газовых смесей. Сущность изобретения: регенерирующий газ нагревают и подают на регенерацию адсорбента, нагрев регенерирующего газа ведут в теплообмене с комп- римированным газовым потоком продукта разделения.1 ил.

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам разделения воздуха, и может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности.

Известен способ разделения воздуха, реализованный в установке АжА-0,04, содержащей нагрев регенерирующего газа и подачу его на регенерацию адсорбента.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ разделения воздуха, включающий адсорбционную очистку воздуха, нагрев регенерирующего газа и подачу последнего на регенерацию адсорбента.

Недостатком известного способа являются высокие энергозатраты, приводящие к снижению экономичности способа.

Цель изобретения - повышение экономичности способа путем уменьшения энергозатрат.

На чертеже схематично изображено устройство, с помощью которого осуществляют предлагаемый способ.

Устройство состоит из адсорберов 1, 2, соединенных трубопроводом 3 с дополнительным теплообменником 4, межтрубное пространство которого посредством линии 5 соединено с газовым турбокомпрессором 6. Газовый турбокомпрессор 6 трубопроводом 7 соединен с продукционным азотным коллектором воздухоразделительной установки 10. Трубное пространство дополнительного теплообменника 4 трубопроводом 8 соединено с последней ступенью азотного компрессора 11 циркуляционного холодильного контура установки разделения воздуха

VI 00

4

00

Ј

10, а трубопроводом 9 - с концевым холодильником 12 упомянутого компрессора. Компрессор 11 и холодильник 12 соединены трубопроводами с установкой 10.

Работает устройство, в котором реализован заявляемый способ, следующим образом.

Регенерирующий газ на регенерацию адсорбента в адсорбер подают из продук- ционЪого азотного коллектора воздухораз- делительной установки 10 и по трубопроводу 7 направляют на всас газового турбокомпрессора 6, где его сжимают и направляют по линии 5 в межтрубное пространство дополнительного теплообменника 4. В межтрубном пространстве дополнительного теплообменника 4 газ нагревают за счет тепла газа, подаваемого в трубное пространство дополнительного теплообменника 4 по трубопроводу 8 из последней ступени азотного компрессора 11 циркуляционного холодильного контура установки разделения 10.

Из трубного пространства теплообменника 4 газ по трубопроводу 9 направляют в концевой холодильник 12 и далее в воздухо- разделительную установку 10.

Для реализации способа использовалась промышленно выпускаемая установка разделения воздуха КГ-300 М.

Пример 1. Регенерирующий азот иэ азотного коллектора под давлением 0,05 кгс/см и с температурой 20°С по трубопроводу 7 подают на всас газового турбокомп- Р4ссрра б, где его сжимают до давления 0,6 кгс/см2, принтом температура его повысится до 80-90°С, затёГм по линии 5 этот газ подают в межтрубное пространство дополнительно теплообменника 4, В трубное пространство дополнительного теплообменника 4 из последней ступени азотного компрессора циркуляционного холодильного контура установки разделения воздуха по трубопроводу 8 поступает азот при давлении 30 кгс/см2 и температуре примерно 220°С. Азот проходит трубное пространство теплообменника 4, отдает свое тепло газу, проходящему по межтрубному пространству, и далее по трубопроводу 9 возвращается в концевой холодильник 12 компрессора 11 циркуляционного холодильного контура установки разделения воздуха 10.

Из межтрубного пространства дополнительного теплообменника 4 нагретый до 200°С регенерирующий поток азота по трубопроводу 3 подают в адсорбер 2 на десорбцию адсорбента.

Пример 2. Р варианте, когда дополнительный теплообменник 4 (на чертеже показан пунктиром) расположен до газового турбокомпрессора б, регенирирующий азот

из азотного коллектора под давлением 0,05 кгс/см2 и температуре 20°С подают в межтрубное пространство дополнительного теплообменника 4, В трубное пространство дополнительного теплообменника 4 по трубопроводу 8 из последней ступени компрессора циркуляционного холодильного контура подают азот при давлении 6 кгс/см2 и температуре примерно 100°С. За счет теплообмена со сжатым азотом регенерирующий газ в теплообменнике 4 нагревается до температуры 80°С и по трубопроводу 7 направляется на всас газового турбокомпрессора б, где сжимается до давления 0,6 кгс/см и нагревается за счет сжатия до

температуры 140-150°С. Нагретый регенерирующий газ после газового турбокомпрессора б поступает в адсорбер 2 на десорбцию адсорбента Из трубного пространства теплообменника 4 азот по трубопроводу 9 возвращают в концевой холодильник.

Введение дополнительного теплообменника 4 с подачей азота по трубному и межтрубному пространствам обеспечивает

надежность в работе заявляемого технического решения.

Реализация заявляемого технического решения позволяет снизить энергетические затраты в 1,5-2 раза.

Формула изобретения

Способ разделения воздуха, включающий его адсорбционную очистку, нагрев регенерирующего газа и подачу последнего на регенерацию адсорбента, отличающий- с я тем, что, с целью повышения экономичности путем уменьшения энергозатрат, нагрев регенерирующего газа ведут в

теплообмене с компримированным газовым потоком продукта разделения.

3 а/77мос(р.

В блок разделен.

3 атм.

Яоздух S 6КО

HO ffWC/77/fj/