CS265115B1 - Rektifikačni kolona se strmotrubným kondenzátorem - Google Patents

Abstract

)Rektifikačni kolona se strmotrubným kondenzátorem, zařízení na nízkoteplotní dělení vzduchu je charakterizována tím, že nad horní trubkovnicí kondenzátoru je odlučovač ve tvaru válcové nádoby s hranou, jejíž plášt je svým okrajem spojen s horním okrajem pláště kondenzátoru a prostor odlučovače je propojen potrubím dolního produktu z dolní části kolony. Prostor nad horní trubkovnicí kondenzátoru je přitom oddělen od prostoru odlučovače přepážkou ve tvaru pláště komolého kužele, přičemž pro pláště odlučovače je nad připojením přepážky zaústěno potrubí kapaliny. Nad vnitřním obvodem přepážky je umístěna horizontální deska se svislými rovinnými lopatkami, které jsou šikmé k poloměru pláště odlučovače.

Description

Vynález se týká rektifikační kolony se strmotrubným kondenzátorem, zařízení na nízkoteplotní dělení vzduchu.

Dosud známá provedení těchto kolon mají potrubí dolního produktu zaústěno pod dolní trubkovnici kondenzátoru. Nevýhodou stávajícího provedení je vstup páry do některých trubek kondenzátoru. V koloně je totiž větší tlak než v prostoru uvnitř trubek kondenzátoru.

Kapalný dolní produkt kolony ee po sníženi tlaku v regulačním ventilu částečně odpaří a jako směs kapaliny a páry vstupuje pod dolní trubkovnici kondenzátoru. Pára vstupuje přednostně do trubek v blízkosti přívodu. Vlivem většího podílu páry v těchto trubkách může dojít k úplnému odpaření kapaliny nebo k odpařeni s nepatrným zbytkem kapaliny. Za těchto podmínek se mohou nežádoucí příměsi z kapaliny vylučovat na stěnách trubek. To může vést ke zhoršení výměny tepla nebo v konkrétním případě k vylučování stopových množství uhlovodíků z kapalného kyslíku k výbuchu.

Tyto nevýhody jsou odstaněny rektifikační kolonou se strmotrubným kondenzátorem podle vynálezu, jehož podstat spočívá v umístění odlučovače nad horní trubkovnici, který svým pláštěm navazuje na plášt kondenzátoru nebo horní trubkovnici, přičemž prostor nad horní trubkovnicí a prostor odlučovače jsou s výhodou odděleny přepážkou ve tvaru pláště komolého Južele, která je na svém vnějším obvodu spojena s pláštěm odlučovače a jejíž vnitřní obvod je umístěn výše než vnější obvod, přičemž do pláště odlučovače je v místě nad připojením přepážky zaústěno potrubí kapaliny, které je svým dolním koncem zaústěno pod dolní trubkovnici kondenzátoru. Řešení je možno podle vynálezu dále zvýhodnit umístěním horizontální desky nad vnitřní obvod přepážky a umístěním svislých horizontálních lopatek; šikmých k poloměru pláště odlučovače, do prostoru mezi desku a vnitřním obvodem přepážky. Dalším zdokonalením podle vynálezu je umístění válcové clony mezi vnější hrany lopatek a plášt odlučovače tak, že potrubí dolního produktu je zaústěno do prostoru mezi pláštěm odlučovače a clonou.

Výhodou řešení podle vynálezu je oddělení páry z dolního produktu v prostoru odlučovače a přivádění kapaliny do kondenzátoru s výhodou přes prostor mezi pláštěm odlučovače a přepážkou a potrubím kapaliny pod dolní trubkovnici, a současné odloučení kapek kapaliny z páry vystupující z trubek kondenzátoru a procházející otvorem, vymezeným vnitřním obvodem přepážky, a uváděné do rotace lopatkami, čímž dochází k odlučování kapek s výhodou na vnitřní stěně válcové clony odkud stékají do prostoru mezi pláštěm a válcovou stěnou. Pára z trubek kondenzátoru, zbavená takto kapek se nad horním okrajem válcové clony spojuje s parou, odloučenou od kapalného dolního produktu kolony a společně odcházejí výstupním hrdlem páry, tvoříce tak odpařený dolní produkt kolony, přičemž odpařováni dolního produktu v trubkách kondenzátoru je ve všech trubkách rovnoměrné, nebot do všech trubek vstupuje čistá kapalina, ve které není obsažena plynná fáze. Tak lze při dodržení vhodné průměrné hladiny kapaliny dosáhnout stavu, kdy z horních vyústění trubek vystupuje směs kapaliny a páry s dostatečným podílem kapaliny, který zabezpečuje, aby koncentrace nežádoucích příměsí nepřekročila mez₍ při které se může vylučovat na stěnách trubek. Koncentrace nežádoucích příměsí pak lze v celém objemu kapaliny regulovat odkalovaním nebo adsorpcí. U kondenzátorů odpařujících zkapalněný plyn se zvýšeným obsahem kyslíku se tak zabrání vylučování uhlovodíků a předejde se eventuální explozi zařízení.

Příkladné řešení rektifikační kolony je patrné z přiloženého obrázku. Kolona 2 je vybavena rektifikační patrovou vestavbou 2. Pod patrovou vestavbou je zaústěno vstupní hrdlo _3 a z dolní části kolony pod patrovou vestavbou nad dolním dnem 4 je vyvedeno potrubí J5 dolního produktu, v němž je umístěn regulační ventil ťi· Z prostoru nad patrovou vestavbou 2 pod horním dnem 2 j^e vyvedeno potrubí ji plynu, z nějž je provedena odbočka 9 produktu.

K hornímu dnu ]_ je přivařen plášt 10 kondenzátoru, ve kterém je umístěna dolní trubkovnice 11 a horní trubkovnice 12.· ^Do otvorů v trubkovnicích jsou zaústěny teplosměnné trubky 13 a cirkulační středová trubka 24. Potrubí 2 plynu je zaústěno do pláště 10 kondenzátoru v části mezi oběma trubkovnicemi 11, 12. Nad dolní trubkovnicí 11 z pláště 10 kondenzátoru vystupuje potrubí 15 kapaliny, které je zavedeno do kolony 2 nad patrovou vestavbu 2.

K plášti 10 kondenzátoru je přivařen nad horní trubkovnicí 12 plášt 16 odlučovače 20, na nŽjž nahoře navazuje dno 17 odlučovače. V dolní části odlučovače 20 je umístěna přepážka 25./ která má tvar pláště komolého kužele a je na svém vnějším obvodu přivařena svarem 19 k plášti 16 odlučovače. Její vnitřní obvod umístěný na její horní straně vymezuje otvor, kterým je prostor nad horní trubkovnicí 12 spojen s prostorem odlučovače 20.

K přepážce jsou připojeny svislé rovinné lopatky 21, které jsou orientovány šikmo k poloměru pláště 16 odlučovače 20. K horním hranám lopatek 21 je přivařena deska 22. Mezi vnějšími hranami 23 lopatek 21 a pláštěm 16 odlučovače je umístěna válcová clona 24., jejíž osa je totožná s osou pláště 16 odlučovače a zaústění prvního potrubí se výškově nachází mezi její dolní a horní hranou.

Vynález je možno výhodně využít u zařízení na dělení vzduchu jeho rektifikací za nízkých teplot, u kterých se vzduch děli v jediné koloně za zvýšeného tlaku na tlakový dusík a kyslíkem obohacenou kapalinu, která se pak odpařuje v kondenzátoru a tvoří tak chladicí médium pro vytvoření zpětného toku v koloně.

Claims (4)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Rektifikační kolona se strmotrubným kondenzátorem, u něhož prostor pod dolní trubkovnicí a prostor nad horní trubkovnicí jsou propojeny vnitřními prostory trubek kondenzátoru a obě trubkovnice jsou spojeny pláštěm kondenzátoru, vyznačující se tím, že nad horní trubkovnicí (12) je umístěn odlučovač (20) tvaru válcové nádoby s dnem, jejíž plášt (16) je svým dolním okrajem spojen s horním okrajem pláště (10) kondenzátoru a prostor odlučovače (20) je propoje potrubím (5) dolního produktu s dolní částí kolony (1).

2. Rektifikační kolona podle bodu 1, vyznačující se tím, že prostor nad horni trubkovnicí (12) je oddělen od prostoru odlučovače (20) přepážkou. (18) ve tvaru pláště komolého kužele, která je na svém vnějším obvodu spojena s pláštěm (16) odlučovače a její vnitřní obvod je umístěn výše než vnější obvod, přičemž do pláště (16) odlučovače je v místě nad připojením přepážky (18) zaústěno potrubí (15) kapaliny, které je svým dolním koncem zaústěno pod dolní trubkovnici (11) kondenzátoru.

, n

3. Rektifikační kolona podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že nad vnitřním obvodem přepážky (18) je umístěna horizontální deska (22) a v prostoru mezi touto deskou (22) a nejmenším průměrem přepážky (18) jsou umístěny svislé rovinné lopatky (21) , které jsou šikmé k poloměru pláště (16) odlučovače.

4. Rektifikační kolona podle bodů 1, 2 a 3, vyznačující se tím, že mezi vnějšími hranami (23) lopatek (21) a pláštěm (16) odlučovače je umístěna válcová stěna (24) tak, že je potrubí (5) dolního produktu zaústěno do prostoru mezi pláštěm (16) odlučovače a clonou (24).