Способ разделения газовых смесей
О П И C А Н И Е 3648I2
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое or авт. свидетельства №
Заявлено 24.Xll.1970 {№ 1602452/23-26) с присоединением заявки №
Приоритет
М. Кл. F 25j 3/02
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 661.93.045.5 (088.8) Опубликовано 28.XI1.1972. Бюллетень № 5 за 1973
Дата опубликования описания 21.II.1973
Авто.р изобретения
Н. И. Костромин
Заявитель
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВЪ|Х СМЕСЕЙ
Известен способ разделения газовых смесей, например воздуха, низкотемпературной ректификацией, включающий предварительное разделение смеси с получением азотной и кислородной фракции, ее конденсацию и окончательное разделение смеси с использованием сконденсированной азотной фракции в качестве флегмы.
С целью уменьшения расхода энергии по предлагаемому способу дополнительное сжатие азотной фракции проводят при низких температурах и конденсируют сжатую азотную фракцию за счет испарения низкой фракции, полученной при окончательном разделении смеси.
На фиг. 1 представлена схема реализации предлагаемого способа с применением адиабатической ректификации в колонне низкого давления и в колонне предварительного разделения; на фиг. 2 — то же, с применением конденсационно-испарительной неадиабатической колонны в отгонной части колонны окончательного разделения.
Сжатый в компрессоре 1 воздух охлаждают и очищают от конденсирующихся примесей в теплообменном устройстве 2 с применением любого из способов для обеспечения незабиваемости узла теплообмена, например, очистки части воздуха в адсорбере 8.
Большую часть воздуха подают в колонну
4 предварительного разделения или в конденсационную секцию 5 неадиабатической колонны б окончательного разделения.
Меньшую часть воздуха подогревают в теплообменнике 7, смешивают с петлевым потоком воздуха из узла теплообмена и расширяют с отдачей внешней работы в турбодетандер 8, после чего подают в колонну то окончательного разделения 9 или б в качестве газового питания.
В колонне предварительного разделения 4 или в конденсационной секции 5 воздух делится на азотную и кислородную фракцию.
15 Азотная фракция под давлением предварительного разделения поступает на дожатие в холодный компрессор 10, после чего охлаждается до температуры, близкой к насыщению, в теплообменнике 7 за счет нагрева воз20 духа, поступающего на детандер 8.
Охлажденный и сжатый азот используют в качестве теплоносителя в конденсаторе — испарителе 11 колонны окончательного разделения 9 или б.
Сконденсированный жидкий азот охлаждают в теплообменнике 12 и дросселируют через вентиль 18 в качестве флегмы в колонну
9 или б.
Богатую кислородом жидкость из колонны
30 9 или секции 5 охлаждают в теплообменнпкс
364812
Фиг. 1
14 и через вентиль 15 дросселируют в качестве жидкого питания в колонну.
В колонне происходит окончательное разделение воздуха на кислород и азот, причем в схеме отгонная часть колонны б работает в неадиабатических условиях как испарительная секция.
Турбодетандер 8 и холодный компрессор 10 располагают на одном валу и снабжают общим приводом от мотора-генератора.
Предмет изобретения
Способ разделения газовых смесей, например воздуха низкотемпературной ректификацией, включающий предварительное разделение смеси с получением азотной и кислородной фракций, дополнительное сжатие азотной фракции, ее конденсацию и окончательное
5 разделение смеси с использованием сконденсированной азотной фракции в качестве флегмы, отличающийся тем, что, с целью уменьщения расхода энергии, дополнительное сжатие азотной фракции проводят при низких
10 температурах и конденсируют сжатую азотную фракцию за счет испарения жидкой фракции, полученной при окончательном разделении смеси.
364812
Фиг. 2
Редактор Е. Левина
Заказ 313/17 Изд. № 98 Тираж 576 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Составитель Г. Бахтюкова
Техред Л. Грачева
Корректоры: О. Тюрина и И. Божко
