Способ получения обогащенного кислородом воздуха под избыточным давлением

 

Изобретение относится к области разделения газов и может быть использовано в энергетике, металлургической и химической промышленности в тех случаях, когда требуется увеличение концентрации кислорода в окислителе при повышенном давлении. Цель изобретения - снижение энергозатрат путем увеличения количества получаемого азота. Для этого адиабатическое расширение о братного потока обогащенного кислородом воздуха осуществляют перед его подачей на кипение в дефлегматор 3, после чего в него дополнительно вводят жидкий кислород от автономного источника и смешивают в смесителе 7. Механическую энергию, полученную при расширении азота, используют для сжатия атмосферного воздуха , причем перед расширением азот дополнительно нагревают теплом, отходящим от потребителя, обогащенного кислородом воздуха. Нагретый в теплообменнике 8 и подогревателе 9 поток азота направляют в газовую турбину 510. 1 3. п. ф-ль, 1 ил. 1 , / « S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (59 4 F 25 J 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 4061 987 /23-06 (22) 25.04. 86 (46) 15.04.88. Бюл. У 14 (71) Институт высоких температур

AH СССР и Московский энергетический институт (72) M.Þ.Áoÿðñêèé, В.M.Бродянский, А.И.Лунин, М.Я.Бацын и|0.Н.Соколов (53) 621.592(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 245154, кл. F 25 J 3/04, 1968.

Ebeling R.W. et. al. 0xygen-enriched air for MHD pover plants.

18-th Symposium on Епддneering

Aspects MHD, Butte, Montana, USA, June 18-20, 1979, рр. G. 1.1.-G.I 9. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБОГАЩЕННОГО

КИСЛОРОДОМ ВОЗДУХА ПОД ИЗБЫТОЧНЪ|М

ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к области разделения газов и может быть использовано в энергетике, металлургической и химической промышленности в тех случаях, когда требуется увеличение концентрации кислорода в окислителе при повышенном давлении. Цель изобретения — снижение энергозатрат путем увеличения количества получаемого азота. Для этого адиабатическое расширение обратного потока обогащенного кислородом воздуха осуществляют перед его подачей на кипение в дефлегматор 3, после чего в него дополнительно вводят жидкий кислород от ав-: тономного источника и смешивают в смесителе 7. Механическую энергию, полученную при расширении азота, используют для сжатия атмосферного воздуха, причем перед расширением азот дополнительно нагревают теплом, отходящим от потребителя, обогащенного е кислородом воздуха. Н агре тый в теплообменнике 8 и подогревателе 9 поток азота направляют в газовую турбину

10. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1388678

Изобретение относится к области разделения газов и может быть использовано в энергетике, металлургической и химической промышленности в

5 тех случах, когда требуется увеличение концентрации кислорода в окислителе при повышенном давлении.

Цель изобретения — снижение энер- . гозатрат путем увеличения количества получаемого азота.

На чертеже представлена схема установки для обогащения воздуха кислородом, при работе которой реализуется предлагаемый способ.

Установка для обогащения воздуха кислородом содержит воздушный компрессор 1, регенеративный теплообменник 2, дефлегматор 3, дросселирующее устройство 4, хранилище 5 жидкого кислорода, насос 6, смеситель 7, теплообменник 8, подогреватель 9 и га-. зовую турбину 10.

Установка работает следующим образом.

Атмосферный воздух сжимают в компрессоре i, охлаждают в теплообменнике

2 обратными потоками азота и обогащенного кислородом воздуха. Сжатый и охлажденный воздух подают.в дефлегматор 3, где происходит конденсация воздуха и разделение его на два потока: газообразный азот и обогащенный по кислороду жидкий воздух.

Процесс в дефлегматоре происходит 35 при теплообмене между сжатым воздухом и кипящим обогащенным воздухом под избыточным давлением. Последний получается в результате смешения не40 обхадимого для получения заданной концентрации количества жидкого кислорода, поступающего из хранилища с предварительно обогащенным по кислороду жидким воздухом после его дросселирования в дросселирующем уст45 ройстве 4, Дросселирование проводят до давления, обеспечивающего конденсацию потока сжатого воздуха в дефлегматоре 3. Смешение жидкого воздуха предварительно обогащенного по кислороду и жидкого кислорода происходит в смесителе 7, куда первый из потоков подают после дросселирующего устройства, а второй — насосом 6. При этом давление обога1ценного по кисло- 55 роду воздуха после смесителя 7 должно быть выше, чем требумое у потребителя давление на величину гидравлических потерь в теплообменннке 2. Полученный в результате дефлегмации газообразный азот также подают в регенеративный теплообменик 2, где его нагревают до температуры окружающей среды за счет тепла поступающего сжатого атмосферного воздуха. Далее в теплообменнике 8 к потоку отбросного азота подводят тепло от выхлопного азота из газовой турбины 10, а в подогревателе 9 — от постороннего источника тепла. Нагретый в теплообменнике 8 и подогревателе 9 поток азота направляют в газовую турбину

10, где происходит утилизация энергии потока отбросного азота и получение полезной энергии,.которую расходуют на привод воздушного компрессора 1.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ получения обогащенного кислородом воздуха под избыточным

1 давлением путем сжатия атмосферного воздуха, его охлаждения обратными потоками обогащенного кислородом воздуха, направляемого потребителю, и азота, расширения последнего с выработкой механической энергии, конденсации жидкого кислорода из потока охлажденного атмосферного воздуха с получением парожидкостной смеси при 4 кипении обратного потока жидкого воздуха, обогащенного кислородом, разделения полученной смеси на газообразный азот и упомянутый жидкий обогащенный кислородом воздух, а также адиабатического расширения обратного потока обогащенного кислородом воздуха, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат путем увеличения количества получаемого азота, адиабатическое расширение обратного потока обогащенного кислородом воздуха осуществляют перед

его подачей на кипение, после чего в него дополнительно вводят жидкий кислород от автономного Источника, 2. Способ по п, 1, о т л и ч а юшийся тем, что механическую энергию, полученную при расширении азота, используют для сжатия атмосферного воздуха,.причем перед расширением азот дополнительно нагревают теплом, отходящим от потребителя обогащенного кислородом воздуха.