Установка разделения воздуха низкотемпературной ректификацией Советский патент 1975 года по МПК F25J3/04 

лельно соединенным с системой переключающихся теплообмениых устройств. Холодные копц1 1 переключающихся теплообмеиных устройств соединены через газодувку и дополнительный подогреватель с линией отбросного азота блока разделения, с линией выхода холодного потока из детандера и с посторонним источником холодного и чистого газа.

В результате применения предлагаемого изобретения необходимость остановки блока разделения на отогрев вследствие забивания реверсивных теплообменных устройств, т. е. полный отогрев блока разделения, исключается. При прочих равных условиях это сокращает срок окупаемости установки, увеличивает абсолютное количество продуктов, вырабатываемых агрегатом в течение полного срока ее службы, обеспечивает длительную и бесперебойную выдачу продуктов и существенно увеличивает эффективность основного производства - потребителя продуктов разделения. Указанные факторы приобретают особенно важное значение в случае использования крупных воздухоразделительных агрегатов.

На чертеже показана принципиальная технологическая схема предложенной воздухоразделительной установки.

Воздух, сжатый в компрессоре 1, направляют в реверсивные теплообменные аппараты 2 и 3, где основную его часть охлаждают до температуры, близкой к состоянию насыщения, при давлении, необходимом для разделения воздуха, и одновременно очищают от влаги и двуокиси углерода. Часть прямого воздуха, практически свободного от влаги, выводят из средней части реверсивных теплообменных устройств, очищают от двуокиси углерода в переключающихся адсорберах 4 и направляют на расширение в турбодетандер 5. Основной технологический поток холодного и очищенного в теплообменных аппаратах 2 и 3 воздуха вводят в часть колонны высокого давления 6, а расширенный в турбодетандере 5 воздух вводят в газообразном состоянии в среднюю часть колонны низкого давления 7.

Ректификационные колонны 6 и 7 вместе с конденсатором - испарителем 8 представляют собой обычный аппарат двукратной ректификации для низкотемпературного разделения воздуха. В аппарате 9 основной поток кубовой жидкости и азотную флегму охлаждают потоком газообразного азота, отбираемого из верхней части колонны низкого давления 7. Вентили 10 и 11 служат для дросселирования кубовой жидкости и азотной флегмы соответственно. Для сближения условий работы кислородных и азотных реверсивных теплообменных устройств 2 и 3 по разности температур на холодном конце отбираемый продукционный кислород подогревают в теплообменном аппарате 12 за счет переохлаждения части кубовой жидкости, которую после дросселирования в вентиле 13 подают на ту же тарелку колонны шкзкого дан.меш.я 7. что л оепотюи поток кзОоной жидкости.

Принудительные и автоматические клапаны, необходимые для нормальной работы реверсивных теплообменных устройств, на схеме не показаны.

Наиболее целесообразно количество азотных реверсивных теплообменников принимать

таким, чтобы через азотные 3 и кислородные 2 аппараты проходили примерно одинаковые количества газа; тогда они могут быть одинаковыми и по размерам. В этом случае ставят дополнительно всего лищь один такой же теплообменный аппарат 14, который используют взамен как азотных, так и кислородных теплообменников.

Дополнительный теплообменник 14 подсоединен линиями с соответствующей арматурой к линии воздуха после турбокомпрессора, линии отходящего продукционного кислорода и линии отходящего газообразного азота от каждой.пары аппаратов. В результате такого

подсоединения дополнительный теплообменник 14 может быть включен в работу взамен любого (как азотного, так и кислородного) реверсивного теплообменного устройства. Дроссельными заслонками 15 и 16 поддерживают количества иотоков из середины реверсивных теплообменных устройств в необходимых пределах. Вентиль 17 служит для регулирования количества потока, отбираемого из середины дополнительного теплообменника в случае, когда он работает взамен одного из основных теплообменников. Для изменения количества детандерного потока служит дополнительная линия с вентилем 18.

Если захолаживание дополнительного теплообменника ироизводят не от постороннего источника, то возможно осуществить охлаждение его до рабочих температур, например, через линию с вентилем 19, когда охлаждение

производят путем отбора части холодного потока воздуха после турбодетандера. Охлаждая дополнительный теплообменник, этот поток отводят в линию отбросного азота через вентиль 20.

Теплообменник с повыщенным сопротивлением, подлежащий отогреву, отключают от технологической схемы установки. Последующий затем отогрев этого аппарата производят газообразным азотом из сбросной линии, сжатым в специально предусмотренной газодувке 21 и нагретым в подогревателе 22. При отогреве дополнительного и кислородных теплообменников сброс потока осуществляют через линию отходящего азота через специально

предусмотренные линии с необходимой арматурой, а при отогреве азотных теплообменников для сброса потока используют рабочие коммуникации. Газодувка 21 и подогреватель 22 потребляют энергию только во время отогрева какого-либо из теплообменников.

Предмет IT з о б р е т е ir и я

1.Установка разделения воздуха низкотемпературной ректификацией, содержащая систему переключающихся теплообменных устройств для охлаждения и очистки разделяемого воздуха, снабженных принудительными и автоматическими клапанами, детанДер и блок разделения, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения работы установки при пониженном давлении порядка 3,5 кгс/см и ниже, установка снабжена дополнительным теплообменным устройством, параллельно соединенным с системой переключающихся теплообменных устройств.

2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью осуществления отогрева одного из теплообменных устройств без прекращения выдачи продуктов разделения, холодные концы переключающихся теплообменных устройств соединены через газодувку и дополнительный подогреватель с линией отбросного азота блока разделения.

3.Установка по пп. 1и2, отличающаяс я тем, что, с целью осуществления охлаждения одного из теплообменных устройств после отогрева, холодные концы переключающихся теплообменных устройств соединены с линией выхода холодного потока из детандера.

4.Установка, по пп. 1 и 2, отл ичаюша яс я тем, что холодные концы переключающихся теплообменных устройств соединены с посторонним источником холодного II чистого газа.

7/

ч