Установка для разделения воздуха Советский патент 1978 года по МПК F25J3/04 F25B43/00 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА денсатор паров воды, иммораживатель с внутренним теплообменнл.-.им, воздухоразделительную колонну с испарителем, адсорбер, конденсатор азота и холодильно-газовую машину, снабжена кольцевым газопроводом с регулнруюпхим вентилем для подвода и отвода хладоагента, соединяющим конденсатор паров воды и испаритель воздухоразделительнай колонны. На фиг. 1 представлена exeiMa работы воздухоразделительной установки с использованием в качестве дополнительного хладоагента газооГразного азота; на фиг. 2 -- пример исполь )вания очипхенного воздуха в качестве дс лолнительного хладоагента; на фиг. 3 показана схе.ма работы воздухоразделительной установки, аналогичной фиг. 2, но очищенный воздух отбирается после адсорбера. Воздухоразделительная установка состоит из нагнетающего устройства 1, конденсатора паров воды 2, вымораживателя 3 с внутренним теплообменником 4, воздухоразделительной колонны 5 с испарителем 6, адсорбера 7, конденсатора азота 8, холодильно-газовой машины 9, емкости 10, кольцевого газопровода 11 с вентилем 12 и вытяжного устройства 13. Испаритель воздухоразделительной колонны имеет теплообменник 14 и змеевик 15. Установка работает следующим образом. Ат.мосферный воздух (исходный поток газа) проходит с помощью нагнетающего устройства 1 (см. фиг. 1) через низкотемпературный кондепсатор паров воды 2, где охлаждается до температуры близкой 0°С потоками кислорода и азота. Затем охлажденный влажный воздух направляется во внутренний теплообменник 4 вымораживателя 3 и далее в вымораживатель 3, в котором охлаждение воздуха происходит в результате испарения жидкого кислорода воздухоразделительной колонны 5. В вымораживателе 3 из воздуха удаляются остатки паров воды и двуокиси углерода. Доохлаждение воздуха производится в теплообменнике 4 испарителя 6 воздухоразделительной колонны 5. Очищенный от паров воды и двуокиси углерода воздух проходит окончательную очистку от паров ацетилена в адсорбере 7. Чистый воздух направляется на верх колонны 5 на разделение. Поток кислорода отбирается из верхней части испарителя 6 колонны 5 и из труб вымораживателя 3 после подогрева во внутреннем теплообменнике 4, направляется в конденсатор паров воды 2 и выбрасывается в атмосферу через вытяжное устройство 13. Поток охлаждающего азота отбирается из верхней части воздухоразделительной колонны 5 и разделяется на два потока перед понижение.м давления. Первый поток проходит через вентиль 12, где происходит понил ение его давления, и направляется в конденсатор 8 холодильно-газовой машины 9. Второй поток через кольцевой газопровод 11 направляется в конденсатор паров воды 2, подогревается в нем и да;1ее проходит змеевик 1о испарителя 6 воздухоразделнтельной к(;лонны 5, охлаждается, испаряя кислород, и соединяется с первым потоком за вентилем 12 у входа в конденсатор 8 холодильно-газовой машины 9. Часть азота выводится из установки в виде газообразного продукта с помощью вытяжного устройства 13 (фиг. 1). Жидкий азот из конденсатора 8 холодильно-газовой мащины 9 проходит адсорбер 7 и как продукт разделения исходного потока газа сливается в емкость 10. Часть жидкого азота направляется с помощью парлифта на орошение верхней части воздухоразделительной колонны 5. Нормальная работа воздухоразделительной колонны 5 обеспечивается путем испарения жидкого кислорода в испаритель 6 колонны 5 теплом от двух потоков: потока атмосферного воздуха, проходящего последовательно через конденсатор паров воды 2, внутренний теплообменник 4 вымораживателя 3, вымораживатель 3 паров воды и COi и теплообменник 14 испарителя 6 колонны 5 и потока азота (или холодного воздуха), выходящего из конденсатора паров воды 2 по кольцевому газопроводу 11. Воздух перед поступлением в середину воздухоразделительной колонны 5 охлаждается до .состояния насыщения и очищается от примесей последовательно в пяти агрегатах: конденсаторе паров воды 2, внутреннем теплообменнике 4 вымораживателя 3, вымораживателе 3 паров воды и двуокиси углерода, теплообменнике 14 испарителя бив адсорбере 7 ацетилена. Преимущества предлагаемой установки по сравнению с существующими заключаются в том, что она дает возможность максимально охладить поток теплого влажного атмосферного воздуха в конденсаторе паров воды до температур, близких 0°С, удалить из него почти всю влагу в виде конденсата без вымораживания и тем существенно увеличить продолжительность безостановочной работы установки. Воздух после вымораживателя. дополнительно охлаждается в теплооб.меннике испарителя колонны почти до состояния насыщения. Формула изобретения Установка для разделения воздуха, включающая последовательно соединенные конденсатор паров воды, вымораживатель с внутренним теплообменником, воздухоразделительиую колонну с испарителе.м, адсорбер, конденсатор азота и холодильно-газовую мащину, отличающаяся тем, что, с целью увеличения продолжительности безостановочной работы установки и получения как жидкого, так и газообразного азота, она снабжена кольцевым газопроводом с регулирующим вентилем для подвода и отвода хладоагента, соединяющим конденсатор паров во