Устройство для разделения воздуха Советский патент 1945 года по МПК F25J3/04 

Разделение газовых смесей на основные части или на группы составных частей методом глубокого охлаждения в последнее время получило широкое распространение.

Во всех случаях газ подвергается постененному охлаждению. При этом, получение продукта может происходить по двзм физическим процессам:

1)из 1-аза конденсируется только одна часть или группа составных частей, в то время как остальная в основном остается газообразной;

2)конденсируются все составные части и дальнейшее их разделение производится в жидком виде.

В первом случае мы имеем дело с так называемой фракционированной конденсацией; во втором случае разделение идет путем ректификации.

Практически в больших масштабах разделение воздуха на азот и кислород происходит путем общеизвестного процесса ректификации; фракционированное испарение смеси до сих пор в промышленности не применяется.

Предлагаемое устройство предназначается для разделения воздуха по второму физическому процессу

с применением туроодетандера, ректификационной колонны и дефлегматора. Оно отличается тем, что пространства над тарелками верхней части дефлегматора соединены с нижней частью ректификационной колонны для подачи в нее паров азота, а пространства над тарелкани нижней части дефлегматора соединены с регенератарами для отвода через них паров кислорода.

На чертеже изображена схема устройства для разделения воздуха.

Сжатый воздух после охлаждения в теплообменнике (на чертеже не показан) распределяется по двум направлениям. Часть воздуха, пройдя вентиль /, поступает в турбодетандер 2, где происходит снижение давления слабо сжатого воздуха с производством работы, отчего наступает охлаждение его. Из турбодетандера2 воздух поступает в колонну 5. Другая часть воздуха низкого давления направляется в дефлегматор, где воздух при конденсации разделяется на кислородную жидкость и азот.

Азот по трубопроводу 5 направляется в межтрубное пространство конденсатора 6, где происходит его конденсация и сбор жидкости в нижней части колонны.

Жидкий азот через вентиль 7 дросселируется на верх колонны 5. Кислородная жидкость из дефлегматора 4 через вентиль 5 дросселируется в среднюю часть колонны 5 и стекает в трубки конденсатора 6, где обогащается кислородом за счет фракционированного испарения и ректификации в трубках.

. Неиспарившаяся жидкость, обогащённая кислородом, через вентиль 9 переводится в межтрубное пространство дефлегматора .Жидкость, испаряясь при протекании через тарелки, обогащается кислородом. Испаряющийся кислород отводится с каждой тарелки. Отвод пара с каждой тарелки дает возможность получить из 70-процентного кислорода 95-процентный.

Газообразная азото-кислородная смесь отводится с верхних тарелок по трубопроводу 10 в колонпу 3 для дальнейшей ректификации.

94-96-процептный газообразный кислород, отводимый с тарелок нижней части через вентили 11 к 12,

направляется в регенераторы. Через вентиль 13 отбирается чистый кислород стандартного качества.

Жидкий кислород, испаряющийся па тарелках, обогащается ацетиленом, который систематически удаляется из дефлегматора через вентиль 14.

Воздух высокого давления, необходимый для получения дополнительного холода, дросселируется вентилем 15 в дефлегматор 4.

Предмет изобретения

Устройство для разделения воздуха с применением турбодетандера, ректификационной колонны и дефлегматора, отличающееся тем, что пространства над тарелками верхней части дефлегматора соединены с нижней частью ректификационной колонны для подачи Б нее паров азота, а пространства над тарелками нижней части дефлегматора соединены с регенераторами для отвода через них парез кислорода.

о .-.™«-Г т

Ш|1./о.