CS217336B1

CS217336B1 - Double rectification column for low temperature air separation

Info

Publication number: CS217336B1
Application number: CS559980A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Dusicka
Original assignee: Miroslav Dusicka
Priority date: 1980-08-14
Filing date: 1980-08-14
Publication date: 1982-12-31

Abstract

Předmět vynálezu se týká konstrukce kolony dvojnásobné rektifikace s kondensátorem o zařízení na nízkoteplotní dělení vzduchu. Podstata vynálezu spočívá v oddělení prostoru kapalného kyslíku v kondenzátorů od plynného dusíku v horní části tlakové kolony vevařenou přepážkou ve tvaru kulového vrchlíku a tím,že z této přepážky je vyvedeno potrubí přes kapalný kyslík v kondenzátorů pro odvod plynného dusíku z tlakové kolony,přičemž spodní část nízkotlaké kolony navazující na horní část kondenzátoru je ve své zádržové části kapalného kyslíku na průměru rozšířena. Konstrukční řešení kolony s kondenzátorem dle vynálezu umožňuje snížení rektifikační soustavy a tím i výšky celého zařízení na dělení vzduchu.The subject of the invention relates to the construction of a double rectification column with a condenser and a device for low-temperature air separation. The essence of the invention lies in the separation of the liquid oxygen space in the condenser from the gaseous nitrogen in the upper part of the pressure column by a welded-in partition in the shape of a spherical canopy and in that a pipeline is led out of this partition through the liquid oxygen in the condenser for the removal of gaseous nitrogen from the pressure column, while the lower part of the low-pressure column connected to the upper part of the condenser is widened in diameter in its liquid oxygen retention part. The design solution of the column with a condenser according to the invention allows for a reduction in the rectification system and thus the height of the entire air separation device.

Description

Vynález ae týká konstrukce kolony dvojnásobné rektifikace s kondensátorem zařízení na nízkoteplotní dělení vzduchu.The invention relates to the construction of a double rectification column with a condenser of a low temperature air separation device.

V zařízení na nízkoteplotní dělení vzduchu je vzduch pro zkapalnění dělen rektifika~ cí v systému kolon dvojnásobné rektifikace, který sestává z dolní tlakové kolony, kondensátoru a z horní nízkotlaké kolony. V moderních zařízeních je konstrukčně řešen tento systém především z hliníku a to tak, že tvoří v podstatě jediný celek, který je buá při montáži nebo přímo ve výrobě svařen. Podle dosavadních známých konstrukčních řešení v kterých kondenzátor s varem kyslíku uvnitř trubek a dolní tlaková kolona jsou svařeny v jeden celek spolu s nízkotlakou kolonou je prostor kapalného kyslíku pod dolní trubkovnicí kondenzátoru oddělen od prostoru plynného tlakového dusíku dolní tlakové kolony klenutým dnem. Vývod plynného dusíku z dolní tlakové kolony je uskutečňován potrubím, které vychází z válcového pláště tlakové kolony v její hlavě. Prostor kapalného kyslíku v nízkotlaké koloně nad přepážkou nad horní trubkovnicí kondenzátoru bývá ohraničen pláštěm, který má průměr stejný jako je průměr pláště kondenzátoru z horní nízkotlaké kolony. Toto konstrukční řešení kolon dvojnásobné rektifikace je vhodné pro zařízení na dělení vzduchu, která jsou venkovního provedení, tj. v případech, kdy nerozhoduje výška celého systému. V případech rekonstrukce starších zařízení na děleni vzduchu, které jsou umístěny uvnitř budovy je omezující výška jeřábu uvnitř budovy, což většinou omezuje i výšku kolon dvojnásobné rektifikace a pak je dosavadní známé řešení kolon nevyhovující, neb má velkou stavební výšku.In a low temperature air separation device, the air for liquefaction is divided by rectification in the double rectification column system, which consists of a lower pressure column, a condenser and an upper low pressure column. In modern equipment, this system is designed mainly from aluminum, so that it forms essentially a single unit, which is either assembled or directly in production welded. According to prior art designs in which the oxygen boiling condenser inside the tubes and the lower pressure column are welded together with the low pressure column, the liquid oxygen space below the condenser lower tube sheet is separated from the vapor pressure nitrogen space of the lower pressure column by a vaulted bottom. The outflow of nitrogen gas from the lower pressure column is effected by a conduit extending from the cylindrical shell of the pressure column in its head. The liquid oxygen space in the low-pressure column above the bulkhead above the upper condenser tube sheet is limited by a shell having a diameter equal to that of the condenser shell from the upper low-pressure column. This design of double rectification columns is suitable for air separation plants that are outdoor, ie in cases where the height of the whole system is not decisive. In the case of refurbishment of older air separation devices located inside the building, the crane height inside the building is limiting, which usually limits the height of the double rectification columns and then the known known solution of the columns is unsatisfactory because it has a large construction height.

Tato nevýhoda je odstraněna kolonou dvojnásobné rektifikace zařízení na nízkoteplotní dělení vzduchu, sestávající především z tlakové kolony, kondenzátoru, nízkotlaké kolony, podle vynálezu, které je charakterizováno tím, že prostor kapalného kyslíku kondenzátoru je oddělen od prostoru tlakového plynného dusíku v tlakové koloně stěnou ve tvaru kulového vrchlíku, kterou prochází prostorem kapalného kyslíku potrubí odvodu plynného dusíku z tlakové kolony a prostor kapalného kyslíkuDfed přepážkou v nízkotlaké koloně;)je ohraničen pláštěm, který má průměr větší nejméně o 200 mm než pláší kondenzátoru.This disadvantage is overcome by a double rectification column of a low temperature air separation device, consisting mainly of a pressure column, condenser, low pressure column according to the invention, characterized in that the liquid oxygen space of the condenser is separated from the pressure gas space in the pressure column by a wall the spherical canopy passing through the liquid oxygen space through the nitrogen gas line from the pressure column and the liquid oxygen space through the bulkhead in the low pressure column;) is bounded by a jacket having a diameter of at least 200 mm greater than that of the condenser.

Hlavní předností konstrukčního řešení rektifikační kolony dle vynálezu je to, že umožňuje snížit výšku celého rektifikačního systému o více než 1 000 mm jednoduchým způsobem, což dovoluje v řadě případů nahradit staré kondensátory s mezitrubkovým varem kyslíku kondensátory s varem kyslíku uvnitř trubek, to jest zvýšit provozní spolehlivost a bezpečnost celého zařízení.The main advantage of the design of the rectification column according to the invention is that it makes it possible to reduce the height of the entire rectification system by more than 1,000 mm in a simple manner, which in many cases allows replacing the old inter-tube oxygen boilers with oxygen boilers. reliability and safety of the whole equipment.

Příkladné řešení kolony dvojnásobné rektifikace dle vynálezu je zobrazeno na obrázku kde je zjednodušený nákres horní nízkotlaké kolony, kondensátoru a tlakové kolony, které jsou z hliníkových slitin a jsou svařeny v jeden celek. Válcový pláší tlakové rektifikační kolony 1 je na 3podní straně opatřen klenutým dnem 11. Na horní straně je do něj navařena vložka 2 s rektifikačními patry. K válcovému plášti je přivařen pláší 7, který uzavírá prostor kapalného kyslíku 6 pod SDOdní trubkovnicí £ kondensátorů 23. Do trubkovnice 6 je vevařeno tisíce teploaměnných tenkostěnných trubek 1£, uvnitř kterých vře kapalný kyslík na úkor kondensace dusíku z tlakové kolony 1. Tlaková kolona 1 je nahoře uzavřena stěnou 4 ve tvaru kulového vrchlíku, který je vevařen do válcového pláště kolony. Tento kulovýAn exemplary solution of a double rectification column according to the invention is shown in the figure where there is a simplified drawing of an upper low pressure column, a condenser and a pressure column that are made of aluminum alloys and are welded together. The cylindrical casing of the pressure rectification column 1 is provided with a vaulted bottom 11 on the 3-underside side. Welded to the cylindrical shell is a sheath 7 which encloses the liquid oxygen space 6 under the SD tube of condensers 23. Thousands of heat-walled thin-walled tubes 16 are welded into the tube tube 6 inside which liquid oxygen boils at the expense of nitrogen condensation from the pressure column 1. is closed at the top by a spherical canopy wall 4, which is welded into the cylindrical casing of the column. This spherical

217 336 vrchlík odděluje prostor tlakového plynného dusíku £ od prostoru kapalného kyslíku 6. Válcový plášť tlakové kolony 1 je v místě vevaření kulového vrchlíku vyztužen prstencovým žebrem 13 Do tlakové kolony 1 je přiváděn vzduch potrubím 10, kapalný vzduch a dusík j3ou vyváděny potrubím 12 a £. Plynný dusík je vyváděn potrubím 8, které prochází prostorem kapalného kyslíku 6. Nad horní trubkovnicí 3 kondensátoru 23 je přepážka 18, nad kterou je prostor 16 kapalného kyslíku v nízkotlaké koloně 19. V prostoru 16 se shromažSuje kapalný kyslík, který sem stéká z pater nízkotlaké kolony 19. Kapalný kyslík je vypouštěn z prostoru 16 hrdlem 21 a přiváděn do kondensátoru hrdlem 22. Prostor 16 kapalného kyslíku je ohraničen pláštěm 17, který má větší průměr než kondensátor 23. umožňuje vytvořit v něm dostatečnou zásobu kapaliny. Plynný kyslík je z nízkotlaké kolony 19 vyváděn potrubím 20.217,336 the canopy separates the pressure nitrogen gas space 6 from the liquid oxygen space 6. The cylindrical casing of the pressure column 1 is reinforced by an annular rib 13 at the point where the spherical cannula is welded. The pressure column 1 is supplied with air through line 10; . Nitrogen gas is discharged through a line 8 which extends through the liquid oxygen space 6. Above the upper tube sheet 3 of the condenser 23 is a partition 18 over which the liquid oxygen space 16 is located in the low pressure column 19. Liquid oxygen is collected in space 16. Liquid oxygen is discharged from the space 16 through the throat 21 and fed to the condenser through the throat 22. The liquid oxygen space 16 is bounded by a sheath 17 having a larger diameter than the condenser 23 to provide sufficient liquid supply therein. Oxygen gas is discharged from the low pressure column 19 via line 20.

Konstrukce kolony dvojnásobné rektifikace zařízení ná dělení vzduchu dle vynálezu najde upatnění vSude tam, Uče je omezující veličinou výška rektifikačního systému.The design of the double rectification column of the air distribution device according to the invention finds application wherever there is a limiting quantity of the rectification system.

Claims

Double rectification elbows for a low temperature air separation device, consisting primarily of a pressure column, a condenser, a low pressure column, characterized in that the condenser liquid oxygen space (6) is separated from the pressure nitrogen gas space (5) in the pressure column by a wall (4). a spherical canopy which extends through the liquid oxygen space (6) of the nitrogen gas line (8) and the pressure column (1) and the liquid oxygen space (16) above the bulkhead (18) in the low pressure column (19) is bounded by a housing (17); which has a diameter of at least 200 mm greater than that of the condenser shell.