Установка разделения воздуха Советский патент 1981 года по МПК F25J3/00 

(54) УСТАНОВКА РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА

I

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, где применяются воздухоразделительные установки, главным образом на предприятиях металлургической промышленности.

Известна установка КАр-30, содержащая нижнюю и верхнюю ректификационные колонны, конденсаторы и дефлегматор для концентрирования неоно-гелиевой смеси 1.

Недостатком установки является то, что концентрация получаемой неоно-гелиевой смеси не превышает 40%.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является воздухоразделительная установка КтК-35, которая содержит нижнюю и верхнюю ректификационные колонны, конденсаторы и дефлегматор для концентрирования неоно-гелиевой смеси. При этом нижняя колонна соединена трубопроводами с полостью кипения конденсатора, установленного в верхней части дефлегматора 2.

Недостаток установки КтК-35 заключается в том, что концентрация получаемой неоно-гелиевой смеси не превышает 60%. Дальнейшее обогащение требует большого состава оборудования вне установки разделения и затрат энергни.

Цель изобретения - повышение чистоты получаемой неоно-гелиевой смеси.

Поставленная цель достигается тем, что установка разделения воздуха снабжена эжектором, полость всасывания которого соединена трубопроводом с нижней колонной, а полостью кипения конденсатора и полостью расширения соединена с верхней колонной.

10

В результате такой конструкции эжектор установлен на потоке азотной флегмы или кубовой жидкости из нижней колонны в верхнюю установки кипення хладагента, азота. в дефлегматоре осуществляется при давле, J НИИ ниже атмосферного и появляется возмож ность осуществить конденсацию смеси с большей концентрацией неона и гелия, т.е. получить более чистый продукт.

На чертеже представлена схема установки разделения воздуха.

20 Установка содержит тепломассообменник 1, соединенный с нижней колонной 2, которая в своей верхней части соединена трубопроводом с пространством конденсации

конденсатора 3, которое в свою очередь соединено также с пространством конденсацин конденсатора 4. В нижней части пространство конденсации конденсаторов 3 и 4 соединено со сборником 5. Пространство конденсации конденсатора 4 соединено с нижней частью дефлегматора 6, содержащего отмывные тареЛки, в свою очередь соединенного с колонной 2. Сборник 5 соединен через переохладитель азотной флегмы 7 с эжектором 8, отделителем жидкости 9 и верхней колонной 10. Эжектор 8 полостью всасывания соединен с полостью кипения конденсатора,установленного в верхней части дефлегматора 6, а полостью расширения соединен с верхней колонной 10.

Установка работает следующим образом.

Сжатый воздух очищается от примесей и охлаждается в тепломассообменнике 1 и поступает в колонну 2, где разделяется на азотно-неоно-гелиевую смесь и жидкость, обогащенную кислородом. Азотно-неоно-гелиевая смесь в виде паров поступает на конденсацию э конденсатор 3, где частично конденсируется. Несконденсированная часть паров, обогащенная неоном и гелием, поступает на дальнейшую конденсацию в конденсатор 4 и в нем конденсируется почти полностью. Относительно небольщая часть газовой смеси с содержанием до 3-5% неона и гелия отбирается из конденсатора 4 в дефлегматор 6 и, пройдя несколько отпарных тарелок, обогащается неоном и гелием и конденсируется в верхней части дефлегматора 6. Часть паров из верхней части дефлегматора 6 отбирается в виде продукта неоно-гелиевой смеси с концентрацией до 97%.

Жидкость из конденсаторов 3 и 4 и дефлегматора 6 вливается в сборник 5. Из

сборника 5 поток жидкого азота, пройдя переохладитель 7, расщиряется до давления в колонне 10 в эжекторе 8 Часть жидкости из сборника 5 поступает в полость кипения конденсатора дефлегматора 6 и кипит прн давлении ниже атмосферного. Пары азота из полости кипения конденсатора дефлегматора 6 сжимаются в эжекторе 8 расширяющимся жидким азотом до давления верхней колонны 10.

Образовавшаяся в эжекторе 8 парожидкостная смесь разделяется на пар и жидкость в отделителе 9. Жидкость сливается на орощение в колонну 10, а пар смешивается с отбросным азотом.

Формула изобретения

Установка разделения воздуха, включающая верхнюю и нижнюю ректификационные колонны, конденсатор и дефлегматор, причем нижняя колонна соединена трубопроводом с полостью кипения конденсатора, установленного в верхней части дефлегматора для концентрирования неоно-гелиевой смеси, отличаюш 1яся тем, что, с целью повышения чистоты неоно-гелиевой смеси, она снабжена эжектором, полость всасывания которого соединена трубопроводом с нижней колонной, а полостью кипения конденсатора и полостью расширения соединена с верхней колонной.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Криогенное и кислородное оборудование 130224, Каталог, 1976, М., Внешторгиздат, с. 22-27.