CS248677B1

CS248677B1 - Connection to low temperature air separation

Info

Publication number: CS248677B1
Application number: CS724084A
Authority: CS
Inventors: Josef Borovicka; Jan Jirsa; Jiri Sykora
Original assignee: Josef Borovicka; Jan Jirsa; Jiri Sykora
Priority date: 1984-09-26
Filing date: 1984-09-26
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Řeší se zapojeni zařízení na nizkOtep·- lotnl děleni vzduchu. Zapojeni je charakterizováno tím, že výstup produktu děleni vzduchu z alespoň jednoho nízkoteplotního bloku je zapojen do sáni kompresoru vzduchu dalšího zařízení na dělení vzduchu.The connection of a low-temperature air separation device is addressed. The connection is characterized in that the air separation product output from at least one low-temperature block is connected to the air compressor suction of another air separation device.

Description

Vynález se týká zapojení na nízkoteplotní dělení vzduchu.The invention relates to a low temperature air separation circuit.

Zařízení na dělení vzduchu sestávají z kompresorů, ve kterých je komprimován atmosférický vzduch na tlak potřebný k nízkoteplotnímu dělení a z nízkoteplotních bloků, které obsahují příslušné teplosměnné aparáty, rektifikační kSLony a expanzní stroje pro výrobu chladu. Při provozu dvou a více zařízení na dě lení vzduchu jsou známa zapojení,podle kterých jsou příkladně pro pojeny výtlaky jednotlivých kompresorů vzduchu a případně i výstupy jednotlivých produktů dělení vzduchu z jednotlivých nízkoteplotních bloků. Tato známá zapojení umožňují například střídavé využití kompresorů vzduchu pro jednotlivé nízkoteplotní bio ky. Neumožňují však dosáhnout snížení nákladů na vlastní nízkoteplotní bloky.The air separation devices consist of compressors in which atmospheric air is compressed to the pressure required for low temperature separation, and low temperature blocks containing appropriate heat exchange apparatuses, rectification kSLons, and cold expansion machines. In the operation of two or more air separation devices, connections are known according to which, for example, the discharges of individual air compressors and possibly the outlets of individual air separation products from individual low-temperature blocks are connected. These known connections allow, for example, the alternating use of air compressors for individual low-temperature biocides. However, they do not make it possible to achieve a reduction in the cost of the low-temperature blocks themselves.

Hlavní nevýhoda stávajících zapojení zařízení ns^tšiení vzduchu je odstraněna zapojením na dělení vzduchu sestávajících z kompresorů vzduchu propojených svými výstupy se vstupy nízkoteplotních bloků, jehož podstata spočívá v tom, že výstup produktu dělezní z alespoň jednoho nízkoteplotního bloku je zapojen na sání kompresoru vzduchu dalšího zařízení na dělení vzduchu.The main disadvantage of the existing wiring of the air heater is eliminated by the air separation circuit consisting of air compressors connected by their outlets to the inlets of the low temperature blocks, which is based on the product outlet split from at least one low temperature block connected to the air compressor suction of another for air separation.

Vyk«fa zapojení zařízeníptdle vynálezu tkví především,,v tom, že je možné pro dané množství produktu dělení vzduchu vyrotit menší nízkoteplotní bloky, neboť dochází k efektivnějjf||^Bu dělení vzduchu. Propojením výstupu produktu dělení vzduchu z jednoho nízkoteplotního bloku se sáním kompresoru vzduchu dalších zařízení dojde totiž k tomu, že v tomto kompresoru může být stlačován (.«e potřeby atmosferický vzduch obohacený či ochuzený kyslíkem, tedy pro stejné množství produktů dělení mohou být použity menší nízkoteplotní bloky. Hlavní výhoda zapojení podle vynálezu je v tom, že umožňuje snížit investiční náklady při výstavbě většího počtu zařízení na dělení vzduchu, která mají pracovat souběžně.The main advantage of the apparatus according to the invention is that smaller low-temperature blocks can be cut for a given amount of air separation product, since air separation is more efficient. By interconnecting the output of the air separation product from one low-temperature block with the air intake of the air compressor of other devices, it is possible that compressed air can be compressed in the air compressor. The main advantage of the circuitry according to the invention is that it makes it possible to reduce the investment costs in the construction of a plurality of air separation plants to be operated in parallel.

248 877248 877

Příkladné zapojení dvou zařízení na dělení vzduchu podle vynálezu je patrno z výkresu. Je na něm zobrazeno zjednodušené technologické schéma zapojení dvou zařízení na dělení vzduchu· První nízkoteplotní blok 1 je zásobován komprimovaným vlhkým vzduchem ze vzduchového kompresoru 2 potrubím 6. Z nízkoteplotního bloku 1 vystupují produkty dělení, kyslík potrubím 16 a dusík potrubím 17· Zařízení vyrábí kyslík v čistotě 99,5 % 0₂ a dusík s obsahem kyslíku 3,5 % 0₂· Do vzduchového kompresoru je veden vzduch z a tmo .sféry potrubím 2· Komprimovaný vzduch se v nízkoteplotním bloku 1 ochlazuje blízko teploty zkapalnění v regenerátorech £, 8· Z regulátorů 2, 8 je vzduch veden potrubím 14 do tlakové kolony 10, kde dochází k jeho předběžnému rozdělení rektifikací za tlaku 0,6 MPa a meziprodukty dělení jsou konečně rektifikovány v nízkotlaké rektifikační koloně 2 ⁰ tlaku 0,15 MPa· Hlavní kondenzátor 11 je zároveň vařákem pro nízkotlakou kolonu 2 a kondenzátorem pro tlakovou kolonu 10· Výroba chladu je zabezpečována expanzí části vzduchu v expanzní turbíně 12· Kyslík proudí do regenerátorů 2» θ potrubím 15 z kondenzátoru 11 a dusík potrubím 13 z nízkotlaké kolony 2· Druhé zařízeni na dělení vzduchu je určeno k produkci plynného tlakového čistého dusíku a sRIá4e.se především z kompresoru vzduchu £ a z nízkoteplotního bloku 2. V kompresoru £ je stlačován atmosférický vzduch přiváděný do něj .potrubím 19 na tlak 0,6 MPa· Stlačený vzduch se zbavuje vodní páry a kysličníku uhličitého v adsorber.ech 18 a je veden do nízkoteplotního bloku 2. Zde se ochlazuje ve výměníku 21 blízko teploty zkapalnění vystupujícími produkty dělení, načež, je veden do rektifikační kolony 22» Z kolony 23 se odebírá čistý dusík, který je veden potrubím 26 do výměníku 21 a vyváděn jako jeden produkt dělení z bloku 2 potrubím 28. Ze dna kolony 23 je odebírána kapalná pára, která je po redukci tlaku vedena potrubím 25 do kondenzátoru 20, kde dochází k jejímu odpaření na úkor kondenzace dusíku. Odpařený plyn o koncentraci 33 % 0₂, který je dalším produktem dělení, je veden potrubím 24 do výměníku 21 a po expanzi v expanzní turbíně 22 na tlak blízký 0,1 MPa a ohřevu na teplotu blízkou teplotě okolí vystupuje z bloku 2 potrubím 27. Toto potrubí 27 je propojeno se sáním kompresoru 2· Umožňuje to obohacovat vzduch dělený v bloku 1 kyslíkem například na 25 % 0₂· Proto může být nízkoteplotní blok 1 pro stejné požadované .množství vyráběného kyslíku příslušně menší a tím i lacinější.An exemplary connection of two air separation devices according to the invention can be seen from the drawing. The first low temperature block 1 is supplied with compressed humid air from the air compressor 2 via line 6. The low temperature block 1 exits the separation products, oxygen via line 16 and nitrogen via line 17 · The plant produces oxygen in the air. 99.5% O ₂ purity and nitrogen with 3.5% O ₂ O ₂ · Air is drawn into the air compressor in the dark through the pipeline 2 · Compressed air is cooled in the low temperature block 1 near the liquefaction temperature in the regenerators £, 8 · Z controller 2, 8 air is fed via line 14 into high pressure column 10 where it is rectified to a preliminary allocation for 0.6 MPa and intermediate divisions are finally rectified in the low pressure rectification column 2 ⁰ pressure of 0.15 MPa · the main capacitor 11 is also cooker for low pressure column 2 and condenser for pressure column 10 · Production ch The oxygen is provided by the expansion of part of the air in the expansion turbine 12 · Oxygen flows to the regenerators 2 »θ through line 15 from the condenser 11 and nitrogen through line 13 from the low pressure column 2 The compressed air is freed of water vapor and carbon dioxide in the adsorber 18 and fed to the low temperature block 2. Here it is cooled in the exchanger 21 near the liquefaction temperature by the outgoing separation products, and is then fed to the rectification column 22. Pure nitrogen is removed from the column 23 and passed through line 26 to the exchanger 21 and discharged as a single separation product from block 2 through line 28. Liquid vapor is taken from the bottom of the column 23 and passed through a conduit after pressure reduction m 25 to condenser 20 where it occurs at the expense of evaporating the condensation of nitrogen. The vaporized gas of 33% 0 _2, which is another product separation, is conducted through line 24 to exchanger 21 and, after expansion in an expansion turbine 22 to a pressure close to 0.1 bar and heated to a temperature near exits from block 2 through a 27th This pipe 27 is connected to the suction of compressor 2 · it allows to enrich the air divided in the block 1 for example, oxygen 25% 0 ₂ · Therefore, a low temperature block 1 for the same desired .množství oxygen produced correspondingly smaller and thus cheaper.

248 677248 677

PaAe jiného příkladného zapojení podle vynálezu může být pro pojen výstup dusíku z jednoho bloku se sáním kompresoru vzduchu pro další bloky· Umožní to ochuzení děleného vzduchu o kyslík a tím využít výrobu dusíku·PaAe of another exemplary circuit according to the invention can be used to couple the nitrogen output from one unit with the air compressor suction for the other units.

Claims

A low temperature air separation system comprising air compressors connected by their outlets to the low temperature block inlets, characterized in that the output of the air separation product from at least one low temperature block (2) is connected via a duct (27) to the air compressor inlet (3). another air separation device.