СПОСОБ ОЧИСТКИ ОХЛАЖДЕННОГО ВОЗДУХА ОТ УГЛЕКИСЛОТЫ Советский патент 1950 года по МПК F25J3/08 

Известно, что в современных крупных установках для разделения воздуха очистка воздуха от углекислоты производится путем вымораживания в генератор и при фильтровании жидкого воздуха, обогащенного кислородом, через керамические фильтры.

При таком способе очистки вся углекислота, растворенная в жидком воздухе, проходит через керамический фильтр и вместе с жидкостью поступает в верхнюю колонну. Если с газообразным кислородом отводится только то количество углекислоты, которое может содержаться в паре над твердой улекислотой, то в конденсаторе будет накапливаться углекислота и через некоторое время концентрация ее в жидком кислороде превысит допустимые пределы.

Удаление этой углекислоты возможно лишь посредством слива жидкости и частичного отогрева установки.

В некоторых установках в качестве способа борьбы с накоплением ацетилена и углекислоты в конденсаторе применяется непрерывный слив небольшого количества жидкого кислорода, в котором концентрация углекислоты и ацетилена увенчивается в 12-15 раз путем испарения в выносном конденсаторе почти всего кислорода, выводимого из установки в виде продукта.

Этот способ удаления углекислоты приводит к дополнительным потерям холода и для установок, работающих только на воздухе низкого давления, в которых резервы холода обычно ограничены, практически не приемлемы.

Предлагаемый способ очистки охлажденного воздуха от углекислоты дает возможность исключить накопление углекислоты в конденсаторе.

Сущность способа заключается в следующем.

Сжатый воздух, прошедший через регенераторы, направляется для окончательной очистки от углекислоты и ацетилена в специальный аппарат 1, в котором установлены 3-5 тарелок (см. фиг. 1). В этом аппарате по нижним 2-3 тарелкам стекает циркулирующий в системе жидкий воздух, обогащенный кислородом. Из нижней части аппарата жидкий воздух поступает в насос 2, сжимающий жидкость до давления, необходимого для преодоления сопротивлений, затем проходит через керамический фильтр 3, адсорбер 4 ацетилена и попадает на вторую или третью тарелку аппарата 1.

Насос 2 должен быть приспособлен для сжатия больших количеств жидкого воздуха до 0,5-1 кг/см².

Для покрытия потерь циркулирующей жидкости, вследствие испарения при соприкосновении с воздухом, перегретым на 0,5-1°, и от притока тепла из окружающей среды, на верхнюю тарелку аппарата 1 непрерывно подается небольшое количество жидкости из сборника нижней колонны 5.

Воздух по выходе из регенератора проходит по аппарату 1 снизу вверх, а затем поступает в нижнюю колонну.

Этот процесс очистки может производиться на дополнительных тарелках, размещенных в нижней части колонны (см. фиг. 2).

Нижние 2-3 тарелки нижней колонны 5 орошаются циркулирующей жидкостью. Следующие по ходу воздуха 2-3 тарелки орошаются небольшим количеством жидкого воздуха, подаваемого для пополнения убыли циркулирующей жидкости.

Жидкий воздух из сборника поступает в насос 2, сжимается в нем до давления, необходимого для преодоления сопротивления системы, проходит через керамический фильтр 3, затем через адсорбер 4 ацетилена и возвращается в нижнюю колонну 5.

При соприкосновении с жидким воздухом, насыщенным углекислотой и содержащим твердую углекислоту во взвешенном состоянии, основная масса газообразной углекислоты переходит в твердое состояние и остается в жидком воздухе.

При прохождении воздуха через верхние тарелки, по которым стекает жидкий воздух, поступивший из нижней колонны, содержание углекислоты в парах резко уменьшается, так как пары будут соприкасаться с жидкостью, ненасыщенной углекислотой.

Таким образом, содержание в воздухе углекислоты может быть доведено до содержания ее в отходящем кислороде.

Количество циркулирующей жидкости зависит от возможного содержания ацетилена в перерабатываемом воздухе. Оно должно быть таким, чтобы ацетилен всегда находился в растворенном состоянии.

1. Способ очистки охлажденного воздуха от углекислоты с применением фильтров и адсорберов, отличающийся тем, что содержащуюся в воздухе углекислоту при соприкосновении воздуха с циркулирующим жидким воздухом переводят в твердое состояние и задерживают фильтрами.

2. Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что углекислоту растворяют в жидком воздухе, ненасыщенном углекислотой, при прохождении очищаемого воздуха через слой этой жидкости на тарелках.

3. Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что содержащийся в воздухе ацетилен растворяют в циркулирующем жидком воздухе и улавливают из воздуха адсорбером.