Установка низкого давления для получения газообразного кислорода Советский патент 1950 года по МПК F25J1/00 F25J3/04 F25J3/06 F25J5/00 

Предлагаемая установка низкого давления для получения газообразного кислорода дает возможность сократить габариты разделительного апиарата, обеснечивает возможность незамерзания генератора, позволяет наиболее рационально использовать перепад давлении для увеличения хладопроизводнтельности и сокращает, вследствие этого, HvcKCBOH период установки.

Отличие установки от известных заключается в том, что для ооеспечсния незамерзаемостп регенераторов 2, воздуха прямого потока направляется в дополнительные регенераторы-рекуператоры; для комиенсацин потерь холода применены: расширительная машина, через которую проходит 15:u воздуха, подаваемого в газообразном виде непосредственно в колонну низкого давления, и регулировочная расширительная машина иеред выносным ксиденсатором; вместо нижней колонны применяют чифлегмационную трубчатку, а выносной конденсатор вместо обычного заменяют конденсатором обраи1енного тина с оребренными трубками

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки; на фиг. 2- схема дефлегмационной трубчатки.

Воздух сжимается в трубскомпрессоре / до давления 4, 8 ата. У/л, воздуха прохотит через кислородные и азотные регеиераторы 2 и J, охтаждается в них, осбовождается от НоО и СО2 и поступает в нижнюю часть дефлегмаиионной трубчатки-. 18-20% воздуха из нижней части .ефпегмационной трубчатки 4 проходпт через перезаключающиеся регсиератсры-рекупературы 5, нагревается до К и направляется и турбочетачтер б. откуда носле расширения до 1,3 ата иоступае в часть колоннь 7 низкого давлен11я. Воздух в дефлегмационной труочатке ксилеисируется и выходит из верхией части с концентрацией . N. Газообразный азот N. идет через регулировочный детандер « ити через вентиль 5. В дополнительны конденсатор W поступает жидкость из нижней части дефлегмацпонпой трубчатки, которая проходит дроссельный вентиль // и кипит в трубах при давлении 1,3 ата. ПолуЛ 87606 2 -

ченная газообразная смесь направляется в среднюю часть колонны 7 низкого давления- Жидкий азот из донолнительного конденсатора проходит переохладитель 12 и д;росселируется вентилем /,; в верхнюю часть колонны. Газообразный азот проходит нереохладнтель жидкости и направляется в азотные ре1еиераторы 3. Газообразный из колонны проходит через кислородные регенераторы 2.

Для обеспечения иезамерзаемости регенераторов количество обратных газов на 3% превышает количество воздуха. Воздух в количестве 3% проходит через регенераторы-рекуператоры 5 и периодически очищается от Н2О и, СО2 с иомон1,ью азотодувки 14.

Регенераторы 2 и 3 могут быть обычного тина или типа регенераторов-рекуператоров. Хладопроизводитель покрывается за счет расширения 18-20% воздуха при понижении давления его от 4,6 до 1,3 ата в турбодетандере 6 и частично за счет расширения азота при понижении давления его от 4,6 до 2,7 ата в детандере 8. Количество поступающего в детандер 8 азота автоматически регулируется, соответственно требуемой холодопроизводительности.

Нижняя часть колонны 7 низкого давления представляет собой дефлегмационную трубчатку 5, в которой совмешаются процессы дефлегмации и ректификации.

Воздух при давлении 4,8-5 ага входит в нижнюю часть /5 межтрубного пространства трубчатки 4, снабженной ректификационными тарелками 16.

Поднимаясь вверх, во.здух постепенно конденсируется на наружной поверхности труб 17 н образующаяся жидкость стекает вниз и г.роходит ректификационные тарелки.

Благодаря применению процессов дефлегмации и ректификации, и иижней части трубчатки можио получить жидкость с содержанием кислорода до 38-40%. в верхней части азот концентрации 97-98%.

Внутри трубок кипит кислород с концентрацией 99-99,5% поступающий с последней тарелки. Благодаря интенсивной циркуляции кипящего кислорода, значительно по15ыи ается коэффициент тен:1оотдачн при кипении.

Пары азота, выходящие из верхней части трубчатки нроходят небольшой теплообменник 18 и далее через регулировочный детандер 8, в котором азот расширяется нри понижении давления его от 4.8 до 2,8 ата, создавая значительную часть потребпого для установки холода.

Конденсация паров азота происходит на ребристых трубках 19 выносного конденсатора, внутри трубок которого книит кислородная жидкость, поступающая из нижней части дефлегмационной трубчатки 4 н дросселируемая вентилем 20 в трубное нространство конденсатора.

Образующиеся пары в трубках конденсато)а ноступают в верхнюю часть колонны.

Жидкий азот из межтрубного пространства конденсатора дросселируется вентилем 21 в верхнюю часть колонны 7 низкого давления.

Пред м е т изобретен и я

1. Установка низкого давления для получения газообразного кислорода, отлнчаюшаяся тем, что для обеспечепия неза.мерзаемости регенераторов 2,5% воздуха прямого потока направляется в дополнительные регенераторы-рекуператоры.

2- Форма выполнения установки по п. 1, от л и ч а ю их а я с я тем, что для компенсации нотерь холода применены: расширительная машина, через которую проходит 15% воздуха, подаваемого в газообразном