CS202244B1

CS202244B1 - Device for switching the air current in the regenerators

Info

Publication number: CS202244B1
Application number: CS322978A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Celar
Original assignee: Lubomir Celar
Priority date: 1978-05-18
Filing date: 1978-05-18
Publication date: 1980-12-31

Description

Vynález ae týká zařízení k přepojování proudu vzduchu s produktem jeho nízkoteplotního dělení v zařízení na dělení vzduchu a dvojicemi regenerátorů.The invention relates to an apparatus for switching an air stream with its low temperature separation product in an air separation apparatus and pairs of regenerators.

V zařízení na dělení vzduchu se podle dosavadních způsobů přepojování proudu vzduohu s produktem nízkoteplotního dělení v regenerátorech uspořádaných do dvojic děje tak, že na konci periody je zastaven proud vzduchu do regenerátoru, v kterém probíhá tak zVaná teplá perioda, to je doba, ve které je náplň regenerátoru ohřívána proudem vstupujícího vzduchu, který se tím současně ochlazuje a zároveň je zastaven v druhém regenerátoru proud produktu dělení, příkladně dusíku. V druhém regenerátoru tím končí tak zvaná studená perioda, během které produkt dělení ochlazuje náplň regenerátoru, přičemž se současně ohřívá až na teplotu blízkou teplotě vstupujícího vzduchu. Po ukončení periody, to je po zastavení proudu médií v dvojici regenerátorů, jsou regenerátory mezi sebou propojeny přes jednu přepouStěcí armaturu, čímž dochází k vyrovnání tlaku vzduchu v obou regenerátorech. Vzduch pro nízkoteplotní dělení bývá stlačen na přetlak cca 0,4 MPa, zatímco produkty jaou o tlaku blízkém atmosférickému. Po vyrovnání tlaku je přetlak v obou regenerátorech přibližně 0,2 MPa. Vyrovnáním tlaku vzduchu ae snižují ztráty vzduchu při přepínání. Zbytek vzduchu z regenerátoru, který je odtlakováván, je odpuštěn tak, že je otevřena linie produktu z tohoto regenerátoru a zároveň přepnut přepínači trojcestný ventil na této linii tak, že je odtlakovávaný vzduch veden přes tlumič do atmosféry. Po odtlakování regenerátoru a jeho proplách202 244 nutí produktem je trojcestný ventil přepnut opět tak, že produkt je veden k další spotřebě Tento způsob a zařízení k přepojování proudu vzduchu má věak nevýhodu v tom, že produkt nízkoteplotního dělení po celou periodu proudí přes dvě přepínací armatury, a to přea přepínací ventil produktu a přes rozměrný trojcestný přepínací ventil majících doati značný hydraulický odpor ovlivňující spotřebu energie na provoz, dále pak případné porucha na pře pouětěcím ventilu mezi regenerátory vede k vážným provozním poruchám.In an air separation device, according to the prior art methods of switching the air stream with the low temperature separation product in the regenerators arranged in pairs, the air flow to the regenerator is stopped at the end of the period, during which the so-called warm period is the regenerator charge is heated by a stream of incoming air, which is thereby simultaneously cooled and at the same time the stream of the separation product, for example nitrogen, is stopped in the second regenerator. In the second regenerator, this ends the so-called cold period during which the separation product cools the regenerator charge while simultaneously heating up to a temperature close to that of the incoming air. At the end of the period, that is to say, after the flow of media in the pair of regenerators has stopped, the regenerators are connected to one another via one transfer valve, thereby equalizing the air pressure in the two regenerators. The air for low-temperature separation is usually compressed to an overpressure of about 0.4 MPa, while the products have a pressure close to atmospheric. After the pressure equalization, the overpressure in both regenerators is approximately 0.2 MPa. By equalizing the air pressure and e, they reduce the air loss during switching. The rest of the air from the regenerator being depressurized is vented by opening the product line from the regenerator and simultaneously switching the three-way valve switches on that line so that the depressurized air is routed through the silencer to the atmosphere. After depressurizing the regenerator and flushing it with the product, the three-way valve is switched again so that the product is led for further consumption. This method and the air recirculation device has the disadvantage that the low temperature separation product flows through the two switching fittings over the entire period. This is due to the product changeover valve and despite the large three-way changeover valve having doati's considerable hydraulic resistance affecting the energy consumption per operation, as well as any failure of the overflow valve between the regenerators leads to serious operating failures.

Tyto nevýhody jaou odstraněny zařízením k přepojování proudu vzduchu a produktem jeho nízkoteplotního dělení ve dvojici nebo skupině regenerátorů zařízení na dělení vzduchu a vyrovnáváním tlaku vzduchu mezi regenerátory v páru na konci periody podle vynálezu, které sestává z regenerátorů, přepínacích uzavíracích orgánů, tlumiče a potrubí, jehož podstata spočívá v tom, že teplé konce regenerátorů tvořících reveraační pár jaou vzájemně propojeny potrubím a dvěma přepínacími uzavíracími orgány, mezi nimiž je vytvořena potrubní odboč ka spojená a tlumičem pomocí samostatného potrubí a jedním přepínačím uzavíracím orgánem pro odfuk vzduchu a následující proplsch produktem dělení odtlakovávaného regenerátoru.These drawbacks are eliminated by the air flow switching device and its low temperature separation product in a pair or group of regenerators of the air separation device and by equalizing the air pressure between the regenerators in the vapor at the end of the period of the invention, consisting of regenerators, switching shut-off devices. characterized in that the hot ends of the reversing pair regenerators are interconnected by a duct and two switching shut-off members, between which a branch pipe is connected and a silencer by means of a separate duct and one switching shut-off member for air exhaust and subsequent flushing regenerator.

‘ Výhoda zařízení k přepojováni proudu vzduchu a produktem dle vynálezu tkví v tom, že umožňuje snížit hydraulický odpor na cestě produktu dělení a odstranit nepříznivé důsledky plynoucí z případné provozní poruchy jedné přepínací armatury propojující teplé konce regenerátorů při přepínání. V případě velkokapacitního zařízeni je tak možné snížit hydraulický odpor na cestě dusíku, a tím i tlak v horní koloně zařízení na dělení vzduchu, což se přímo projevuje na poklesu spotřeby elektrické energie pro kompresory a odstraňuje současně nepříznivé důsledky případné provozní poruchy, plynoucí z nedostatečné funkce přepínací armatury propojující regenerátory na různých tlakových úrovních.The advantage of the device for switching the air stream and the product according to the invention is that it makes it possible to reduce the hydraulic resistance along the path of the separation product and to eliminate the adverse consequences of a possible malfunction of one switching valve connecting the hot ends of the regenerators during switching. In the case of large-capacity equipment, it is thus possible to reduce the hydraulic resistance on the nitrogen path and thus the pressure in the upper column of the air separation device, which directly translates into a decrease in electricity consumption for the compressors. changeover valves connecting regenerators at different pressure levels.

Zařízení k přepojování proudu vzduchu dle vynálezu umožňuje použít jednoduchých přepínacích armatur menších světlostí, snížit spotřebu elektrické energie pro kompresi vzduchu a zvýšit spolehlivost provozu, což je obzvláště významné v případech velkokapacitních zařízení ns děleni vzduchu.The airflow switching device according to the invention makes it possible to use simple switching fittings of smaller diameters, to reduce the power consumption for air compression and to increase the reliability of operation, which is particularly important in the case of large capacity air separation devices.

Objasnění zařízení k přepojování proudu vzduchu a produktem jeho nízkoteplotního dělení je zobrazeno na přiloženém obrázku, kde je zjednodušené technologické schéma čáati zařízerti na nízkoteplotní děleni vzduchu. Vzduch o přetlaku cca O,* KPa vstupuje do zařízení potrubím 6. Na obrázku je dvojice regenerátorů i, 2. Proud vzduchu je přepojován a produktem ( např. a proudem duaíku), který vystupuje ze zařízeni potrubím %. Na teplém konci regenerátorů je uzavírání proudu vzduchu uskutečňováno pomocí přepínacích ventilů 11. 12. Vzduch je ochlazován střídavě v regenerátorech 1, 2. ^na teplotu blízkou teplotě sytosti, načež je veden přes ventilové komory 2, £ potrubím g do systému kolon dvojnásobné rektifikace, kde je dělen na kyslík a dusík. Produkt ze systétau kolon dvojnásobné rektifikace je veden potrubím g střídavě přes ventilové komory J, £ do regenerátorů 1, g,. Na náplni regenerátorů se produkt ohřívá a přitom tuto náplň ochlazuje. Na teplém konci regenerátorů je uzavírán a otevírán proud produktu z regenerátorů přepínacími ventily XJ, J£. Na konci periody jsou zavřeny ventily 11. 12. 13. 14. £2» načež jsou otevřeny přepínací přepouětěcí ventily 15., 16 a dojde k vyrovnání tlaku vzduchu mezi regenerátory 1, £.An explanation of the device for switching the air stream and the product of its low-temperature division is shown in the attached figure, where a simplified technological diagram of the part of the device for the low-temperature division of air is shown. The air with an overpressure of about 0.1 KPa enters the device via line 6. The figure shows a pair of regenerators i, 2. The air flow is switched and the product (eg a stream of rainbow) that exits the device via line%. At the warm end of the regenerators, the closing of the air stream is effected by means of the reversing valves 11. 12. The air is cooled alternately in the regenerators 1, 2 ^{to a} temperature close to the saturation temperature, it is divided into oxygen and nitrogen. The product from the double rectification column system is passed through line g alternately through the valve chambers 16 to the regenerators 18. The product is heated on the regenerator charge while cooling the charge. At the warm end of the regenerators, the product stream from the regenerators is closed and opened by the changeover valves XJ, J '. At the end of the period, the valves 11, 12, 14, 14 are closed, after which the changeover overflow valves 15, 16 are opened and the air pressure is equalized between the regenerators 1, 6.

Předpokládejme, že tím konči teplá perioda na regenerátoru 1 a studené perioda ne regenerátoru 2.. Vyrovnáním tlaku se tedy sníží tlak v regenerátoru 1 z 0,4 MPa na tlak 0,2 MPa a obráceně v regenerátoru 2 vzroste tlak z tlaku, který je blízký tlaku atmosférickému na tlak 0,2 MPg. Po vyrovnání tlaku je uzavřen přepínací přepufitění ventil 16 a otevřen přepínací ventil 17 a potrubím 18. 10 je veden odtlakovávaný vzduch z regenerátoru X do tlumiče 2 a tím do atmosféry. Přepínací ventily 15. 17 zůstávají otevřeny ještě kratší dobu i po poklesu tlaku v regenerátoru 2, takže dochází k proplachu regenerátoru 1 produktem potrubímSuppose that this ends the warm period on the regenerator 1 and the cold period on the regenerator 2. Thus, by equalizing the pressure, the pressure in the regenerator 1 is reduced from 0.4 MPa to 0.2 MPa, and vice versa in the regenerator 2 the pressure increases. near atmospheric pressure to 0.2 MPg. After pressure equalization, the changeover overflow valve 16 is closed and the changeover valve 17 is opened, and through the line 18, 10 the pressurized air from the regenerator X is led to the damper 2 and thus to the atmosphere. The changeover valves 15, 17 remain open even for a shorter time even after the pressure in the regenerator 2 has dropped, so that the regenerator 1 is flushed through the product line

18. 10 přes přepínací armaturu XX, 17 a tlumič χ. Po ukončení proplachu se přepínací ventily lít 12 uzavřou a otevírá ae přepínací ventil lj. přes který je produkt veden potrubím 2 k další spotřebě. Mezi tím je otevřen přepínací ventil 12 na ceatě vzduchu, v regenerátoru 2 se zvýši tlak na 0,4 MPa a začíná v něm teplá perioda. V případě provozní poruchy na některém z nejvíce namáhaných přepouštěoích přepínacích armatur 15. 16 dostačuje pro zabezpečení funkční činnosti za provozu pouze jedna z nich, což je dalěí předností oproti systémům, kde je pouze; jedna přepaufitěcí přepínací armatura mezi regenerátory o různých tlakových úrovních. Příkladné zařízení k přepojování proudu dle vynálezu je též zřejmé z přiloženého obrázku, na kterém je vidět, že teplý konec regenerátoru X, 2 J® propojen s tlumičem 5 tak, že regenerátory, tvořící reversační pár, jsou vzájemně propoj eny potrubím 18 a dvěma přepínacími uzavíracími orgány, mezi nimiž je vytvořena potrubní odbočka spojená s tlumičem X pomocí samostatného potrubí 10 s jedním přepínacím uzavíracím orgánem 17 pro odfuk vzduchu a následující proplach produktem dělení odtlakovávaného regenerátoru.18. 10 via changeover fitting XX, 17 and silencer χ. Upon completion of the flushing, the change-over valves 11i close and open the change-over valve 11. through which the product is passed through line 2 for further consumption. Meanwhile, the switch valve 12 on the air cage is opened, in the regenerator 2 the pressure is raised to 0.4 MPa and a warm period begins there. In the event of an operating failure at one of the most stressed bypass valves 15, only one of them is sufficient to ensure functional operation during operation, which is another advantage over systems where it is only; one overhaul switching valve between regenerators of different pressure levels. An exemplary current switching device according to the invention is also evident from the appended figure, which shows that the warm end of the regenerator X, 2 'is connected to the damper 5 so that the regenerators forming the reversing pair are interconnected by a line 18 and two shut-off members between which a branch pipe is connected to the silencer X by means of a separate duct 10 with one switching shut-off member 17 for air exhaust and subsequent flushing with the product of the depressurized regenerator.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Apparatus for switching the air stream with its low temperature separation product in a pair or group of regenerators of an air separation device with an air pressure equalization between the regenerators in vapor at the end of a period consisting of regenerators, switching shut-off devices, silencers and piping (1, 2) forming a reversal pair are interconnected by a conduit (18) with two switching overfeeding shut-off members (15, 16) between which a branch pipe is connected to the damper (5) by a separate pipe (10) with one switching shut-off member 17) for air purge and subsequent rinsing with the product of the depressurized regenerator.