CS201192B1

CS201192B1 - Method of automatic regulation of the flow of liquid nitrogen spray in the facility for separating the air and connection for performing the same

Info

Publication number: CS201192B1
Application number: CS144978A
Authority: CS
Inventors: Jiri Sykora; Petr Zaruba
Original assignee: Jiri Sykora; Petr Zaruba
Priority date: 1978-03-08
Filing date: 1978-03-08
Publication date: 1980-10-31

Description

Vynález se týká způaobu regulace průtoku nástřiku kapalného dusíku do horní kolony v zařízení na nízkoteplotní děleni vzduchu a zapojení k provádění tohoto způsobu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for controlling the flow rate of liquid nitrogen feed into the upper column in a low temperature air separation apparatus and to a method for carrying out the method.

V zařízení na dělení vzduchu, která jsou vybavena přídavným kondenzátorem, je nutné regulovat průtok nástřiku kapalného dusíku do horní kolony. Přitom množství nástřiku kapalného dusíku má být úměrné množství odpařeného kapalného kyslíku v přídavném kondenzátoru. Doposud byl průtok kapalného dusíku regulován v zařízeni na dělení vzduchu ručně podle hladiny zkondenzovaného kapalného dusíku v mezitrubkovém prostoru přídavného kondenzátoru.In air separation plants equipped with an additional condenser, it is necessary to control the flow rate of liquid nitrogen into the top column. The amount of liquid nitrogen injection should be proportional to the amount of liquid oxygen vaporized in the additional condenser. So far, the flow of liquid nitrogen has been regulated in the air separation device manually according to the level of condensed liquid nitrogen in the inter-conduit space of the auxiliary condenser.

Tato regulace měla řadu nevýhod. Především docházelo nutně k zaplavování mezitrubkového prostoru přídavného kondenzátoru kapalným dusíkem a tím 1 k ovlivňování produkce odpařovaného kyslíku. Docházelo také k tomu, že nebylo možné plně využívat instalovanou teplosměnnotí ploehu v přídavném kondenzátoru. Regulace průtoku kapalného dusíku tak nepříznivě ovlivňovala chod celého zařízení na dělení vzduchu.This regulation had a number of disadvantages. Above all, the inter-tube space of the additional condenser was necessarily flooded with liquid nitrogen and thus influenced the production of vaporized oxygen. It also occurred that it was not possible to fully utilize the installed heat exchange surface in the additional capacitor. Liquid nitrogen flow control thus adversely affected the operation of the entire air separation plant.

Tyto nevýhody jsou odstraněny způsobem automatického průtoku kapalného dusíku z kondenzát ořu do horní kolony zařízení na dělení vzduchu, který je charakterizován tím, že regulovanou veličinou je hladina kapalného duaíku v nádobě, do které stéká zkondenzovaný duaík z kondenzátoru, a podle výšky hladiny je měněn průtok kapalného duaíku z této nádoby do horní kolony. Zapojení k automatické regulaci je charakterizováno tím, že vysílač signálu úměrného hladině kapalného dusíku v nádobě, která ae nachází pod výškovou úrovní apod201 192These drawbacks are eliminated by the method of automatic flow of liquid nitrogen from the condensate of the steed to the upper column of the air separation device, characterized in that the controlled quantity is the level of liquid nitrogen in the vessel into which the condensed nitrogen flows from the condenser. liquid rainbow from the vessel to the top column. The connection to automatic regulation is characterized by the fact that the signal transmitter is proportional to the level of liquid nitrogen in the vessel, which is below the height level etc. 201

201 182 ní trubkovnice kondenzátoru, je propojen přee automatický regulátor do pohonu regulačního orgánu na potrubí kapalného dusíku do horní kolony.201 182 condenser tube sheet is connected via an automatic regulator to the regulator drive on the liquid nitrogen line to the upper column.

Výhodou způsobu regulace průtoku nástřiku kapalného dusíku do horní kolony podle vynálezu je to, že zabezpečuje rovnoměrnou funkci přídavného kondenzátoru bez ovlivňování produkce plynného kyelíku a při plném využití instalované teplosměnné plochy. Při použití tohoto způsobu regulace je možné u nových zařízení zrněnáit přídavný kondenzátor, což představuje značnou úsporu hliníku a jeho alitin. Zapojení k provádění regulaoe dle vynálezu je jednoduchá a investičně nenákladná.An advantage of the method of controlling the flow rate of liquid nitrogen into the top column according to the invention is that it ensures a uniform function of the auxiliary condenser without affecting the production of gaseous hydrogen and by fully utilizing the installed heat exchange surface. By using this control method, an additional capacitor can be grain-coated in the new devices, which represents a considerable saving in aluminum and its alitin. The wiring for the control according to the invention is simple and inexpensive to invest.

Příkladná provedení způsobu regulace průtoku kapalného dusíku podle vynálezu je zřejmá z přiloženého výkresu, kde je zjednoduáeně zobrazen uzel přídavného kondenzátoru zařízení na nízkoteplotní dělení vzduchu. Přídavný kondenzátor £ je atrmotrubný aparát, kde uvnitř trubek vře kapalný kyslík.Exemplary embodiments of the liquid nitrogen flow control method of the present invention are apparent from the accompanying drawing, in which a node of an additional condenser of a low temperature air separation device is shown in a simplified manner. An additional condenser 8 is an atrial-tubular apparatus where liquid oxygen boils inside the tubes.

Do kyslíkového prostoru 11 přídavného kondenzátoru £ je přiváděn kapalný kyslík potrubím £ ^z hlavních kondenzátorů, která nejaou na obrázku zobrazeny. Zplyněný kyslík odchází potrubím £ do regenerátorů. Var kyslíku je uskutečňován na úkor koůdenzace plynného dusíku v dusíkovém prostoru 12. který je mezi trubkami. Plynný dusík je přiváděn do přídavného kondenzátoru 1 potrubím £ z dolní kolony zařízení na dělení vzduchu o tlaku cca 0,6 MPa. Zkondenzovaný dusík vystupuje potrubím £ do nádoby 10. která je dalším potrubím £ propojena s dusíkovým prostorem 12 přídavného kondenzátoru. Kapalný dusík je z nádoby 10 veden potrubím £ jako nástřik do horní kolony. V regulačním orgánu £ (armatura β pohonem) je škrcen na tlak horní kolony, to je na cca 0,14 MPa. Příkladná provedení způaobu regulace podle vynálezu spočívá v tom, že průtok kapalného dusíku v potrubí £ do horní kolony z přídavného kondenzátoru £ je automaticky regulován podle hladiny kapalného dusíku v nádobě 10. Regulovanou veličinou je přitom hladina kapalného dusíku a akční veličinou průtok dusíku. Při změně výkonu celého zařízení dochází automaticky k změně průtoku kapalného dusíku. Nádoba 10 ae nachází pod výškovou úrovní spodní trubkovnice přídavného kondenzátoru IQ. Při regulačních zásazích vyvolaných změnou produkce plynného kyslíku dochází pouze ke kolísání hladiny v nádobě 10 a není ovlivňována teploaměnná plocha v přídavném kondenzátoru. Signál pro měření kapalného dusíku je snímán v nádobě 10 a veden přes regulátor £ na aervopohon regulačního orgánu £ na potrubí £ kapalného dusíku do horni kolony. Jiná příkladná využití je v případě kondenzátoru, který slouží zároveň jako vařák přídavnékyslíkové kolony.Liquid oxygen is supplied to the oxygen space 11 of the additional condenser 8 via a line 6 ^{from the} main condensers not shown in the figure. The gasified oxygen passes through line 6 to the regenerators. The oxygen boiling is effected at the expense of the co-condensation of nitrogen gas in the nitrogen space 12 which is between the tubes. Nitrogen gas is supplied to the additional condenser 1 via line 6 from the lower column of an air separation device at a pressure of about 0.6 MPa. The condensed nitrogen exits through line 8 into a vessel 10, which is connected to the nitrogen space 12 of the additional condenser via a further line. Liquid nitrogen is passed from vessel 10 through line 8 as a feed into the top column. It is throttled to the pressure of the upper column, that is to about 0.14 MPa. Exemplary embodiments of the control method according to the invention are characterized in that the flow of liquid nitrogen in the line 6 to the top column from the additional condenser 8 is automatically controlled according to the level of liquid nitrogen in the vessel. When the power of the whole system is changed, the liquid nitrogen flow rate changes automatically. The vessel 10ae is located below the height level of the lower tubesheet of the auxiliary capacitor 10. In the control interventions caused by the change in the production of gaseous oxygen, the level of the vessel 10 only varies and the heat exchange surface in the additional condenser is not affected. The signal for measuring liquid nitrogen is sensed in the vessel 10 and passed through the regulator 6 to the astronomical drive of the regulating member 6 on the liquid nitrogen line 6 to the top column. Another exemplary application is in the case of a condenser which also serves as a reboiler for an additional oxygen column.

Regulaoe průtoku nástřiku kapalného dusíku podle vynálezu umožňuje plně využívat teplosměnné plochy v přidaném kondenzátoru při jednoduchém zapojení, které je spojené a malými investičními náklady.The liquid nitrogen injection flow control of the present invention makes it possible to fully utilize the heat exchange surfaces in the added capacitor with a simple wiring that is associated and low investment costs.

Claims

1. A method for automatically controlling the flow rate of liquid nitrogen injection in an air separation apparatus from a condenser to a top column, wherein the controlled quantity is the level of liquid nitrogen in the vessel into which condensed nitrogen flows from the condenser and the flow rate is varied liquid nitrogen from this vessel to the top column.

2. The automatic flow control connection according to claim 1, consisting essentially of a signal transmitter, automatic regulator and regulator on the liquid nitrogen line, characterized in that the signal transmitter is proportional to the level of liquid nitrogen in the vessel (10) below the lower level. the condenser tube (1) is connected to an automatic regulator (9), the output of which is connected to the drive of the regulator (8) on the liquid nitrogen line (7) to the upper column.