1
Изобретение относится к разделению газовых смесей методом глубокого охлаждения, в частности к разделению воздуха для получения кислорода, азота, аргона, криптона и других газов, и касается вопроса дополнительного охлаждения воздуха, поступающего на разделение в условиях повышенных температур окружающей среды.
Известен способ предварительного охлаждения сжатого воздуха в воздухоразделительных установках путем теплообмена с водой, охлаждаемой при контакте с обратным потоком азота низкого давления.
С целью охлаждения воздуха до более низких температур по предлагаемому способу охлаждаемую воду отводят несколькими потоками с различных температурных уровней по ходу обратного потока азота и вводят каждый из этих потоков на соответствующий ему по температуре уровень по ходу охлаждаемого сжатого воздуха.
На чертеже представлена принципиальная схема реализацин предлагаемого способа.
Установка состоит из охладителя воды 1 с несколькими штуцерами 2 для отбора воды, трубопровода 3 подачи умягченной воды с регулятором расхода 4, трубопровода 5 с запорно-регулирующим устройством 6 для подачи горячей воды на верхнюю тарелку охладителя воды 1, охладителя воздуха 7 с штуцерами
для ввода воды S и с отводящим 9 и подводящим 10 воздухопроводами, водопроводов //-13, регулирующих клапанов 14-16 а насосов 17-19 установленных для передачи воды из охладителя воды в охладитель воздуха.
Работает установка следующим образом.
Воздух по воздухопроводу 10 подают в охладитель воздуха 7, где проходя через аппарат снизу вверх, он охлаждается в результате тепло- и массообмена с водой, и выводят через воздухопровод 9. В верхнюю часть охладителя воздуха 7 через один из штуцеров 8 подают холодную воду. В результате теплои массообмена с охлаждаемым воздухом на тарелках охладителя воздуха вода постепенно нагревается. Так как теплоемкость воды не зависит от температуры, а обобщенная теплоемкость охлаждаемого воздуха повышается с повышением температуры, то для того, чтобы не допустить увеличения разности температур между водой и воздухом на выходе воздуха из охладителя, на одну из промежуточных тарелок через штуцер 8 подают воду с температурой 20-23С нз охладителя воды 1.
По мере стекания вниз эта вода также нагревается, а обобщенная теплоемкость охлаждаемого ею воздуха возрастает.
Иа промежуточную тарелку, температура воды на которой равна 35-40°С, вводят дополнительно из охладителя воды 1 воду, охлажденную в нем до температуры 35-40°С. Это необходимо для обеспечения хорошего охлаждения воздуха в нижней горячей части охладителя воздзха 7, куда воздух поступает с температурой 100-130°С и где при частичном его охлаждении резко увеличивается влагосодержание, а, следовательно, и обобщенная теплоемкость этого воздуха.
Нагретую до температуры 35-65°С воду из охладителя воздуха 7 подают на верхнюю тарелку водяного охладителя 1 по трубопроводу 5 с запорно-регулируюпд,им устройством 6.
Так как азот проходит охладитель воды / при более низком давлении, то его обобщенная теплоемкость в верхней части аппарата весьма высока, вследствие чего охлаждение воды на верхних тарелках происходит очень интенсивно, но по мере снижения температуры азота его обобщенная теплоемкость снижается резко.
Поэтому для обеспечения хорошего охлаждения воды в нижней холодной части охладителя воды 1 с двух промежуточных тарелок, температура воды на |кото|рых) равна 35-40°С и 20-23°С, через штуцеры 2 отбирают частично охлажденную воду и подают ее по водопроводам 11 и 12 насосами 17 и 18
«I
из охладителя воды / в охладитель воздуха 7. Расход воды регулируют клапанами 14 и 15. Оставшуюся воду отбирают из куба охладителя воды 1 и подают ее по водопроводу 13 насосом 19 на верхнюю тарелку охладителя воздуха 7 через регулирующий клапан 16, который поддерживает заданный расход воды.
Азот, поступающий по трубопроводу 20 из блока разделения воздуха, проходит охладитель воды / снйзу вверх и в результате теплои массообмена с водой, стекающей по тарелкам, нагревается, насыщается влагой и затем выбрасывается в атмосферу.
Предмет изобретения
Способ предварительного охлаждения сжатого воздуха в воздухоразделительных установках путем теплообмена с водой, охлаждаемой при контакте с обратным потоком азота нпзкого давления, отличающийся тем, что, с целью охлаждения воздуха до более низких температур, охлаждаемую воду отводят нескюлькими потоками с различных температурных уровней по ходу обратного потока азота и вводят каждый из эних потоков на соответствующий ему по температуре уровень по ходу охлаждаемого сжатого воздуха.
Flh- П
/ E1-I.
70
