CZ2000570A3 - Apparatus for low-temperature decomposition of air - Google Patents
Apparatus for low-temperature decomposition of air Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2000570A3 CZ2000570A3 CZ2000570A CZ2000570A CZ2000570A3 CZ 2000570 A3 CZ2000570 A3 CZ 2000570A3 CZ 2000570 A CZ2000570 A CZ 2000570A CZ 2000570 A CZ2000570 A CZ 2000570A CZ 2000570 A3 CZ2000570 A3 CZ 2000570A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- opat
- heat exchanger
- rectification column
- insulating
- rectification
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
- F25J3/04945—Details of internal structure; insulation and housing of the cold box
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
- F25J3/04254—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using the cold stored in external cryogenic fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/044—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a single pressure main column system only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
- F25J3/04872—Vertical layout of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, heat exchangers etc.
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
- F25J3/0489—Modularity and arrangement of parts of the air fractionation unit, in particular of the cold box, e.g. pre-fabrication, assembling and erection, dimensions, horizontal layout "plot"
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
- F25J2210/42—Nitrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
Abstract
Description
Zařízení k nízkoteplotnímu rozkladu vzduchuEquipment for low temperature air decomposition
Oblast........techn i kvArea ........ techn i kv
Vynález se týká zařízení k nízkoteplotnímu rozkladu vzduchu s alespoň jednou rektifikační kolonou, která je připojena k vedení pro přívod rozkládaného vzduchu, k vedení dusíku pro odvod dusíkové frakce, k vedení kyslíku pro odvod kyslíkové frakce a je opatřena alespoň jedním izolačním pláštěm, který vymezuje izolační prostor, ve kterém jsou umístěna vedení k rektifikační koleně, a ke kterému je rektifikační kolona připojena.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low temperature air decomposition apparatus having at least one rectification column which is connected to a decomposed air supply line, a nitrogen line to remove nitrogen fraction, an oxygen line to remove oxygen fraction, and is provided with at least one insulating jacket defining the space in which the lines to the rectification elbow are located and to which the rectification column is connected.
Do. sava dní.........stav.......technikyTo. sava days ......... state ....... techniques
Zařízení k nízkoteplotnímu rozkladu vzduchu sestávají v podstatě z jedné nebo více rektifikačních kolon, jejichž funkce spočívá v tom, že se vzduch ochlazený v tepelném výměníku na -170 °C rozloží na své složky. U zařízení k získání dusíku se může rozklad provádět v bohaté na kyslík se odvádí tekutéThe low temperature air decomposition devices consist essentially of one or more rectification columns, the function of which is to decompose the air cooled in the heat exchanger to -170 ° C into its components. In the nitrogen recovery apparatus, the decomposition can be carried out in an oxygen-rich manner and is discharged liquid
Na hlavě kolony čistý dusík a v kondenzátoru. produkt plynný v kondenzátoru.Pure nitrogen on the top of the column and in the condenser. product in the condenser.
rektifikační koloně. Frakce v jímce kolony a odpaří se se odbírá k získání jako druhá část se ztekucujerectification column. The fraction in the column well and evaporation is collected to recover as the second portion is liquefied
K vyrovnání chladící bilance se do kolony dodává ze zásobní nádrže tekutý dusík.Liquid nitrogen is supplied to the column from the storage tank to compensate for the cooling balance.
Zásobní nádrž je přitom zásobována tekutým dusíkem z vnějších zdrojů. Zásobní nádrž a rektifikační kolona jsou umístěny vedle sebe. Zásobní nádrž pro tekutý dusík je izolována pomocí vákuové nádrže, která obepíná vnější plášť zásobní nádrže a jejíž izolační prostor vytvořený mezi vnitřní a vnější nádrží je evakuován.The storage tank is supplied with liquid nitrogen from external sources. The storage tank and the rectification column are placed side by side. The liquid nitrogen storage tank is insulated by a vacuum tank that encircles the outer shell of the storage tank and whose insulating space formed between the inner and outer tanks is evacuated.
V provozu na nízké teploty ochlazovaná rektifikační kolona je vestavěna v plechovém plášti, jehož prostor zůstávající volný je vyplněn izolačním materiálem. MezinárodněIn the low-temperature operation, the cooled rectification column is built in a sheet metal casing, the space of which remains free is filled with insulating material. Internationally
- 2 • 0 · · · 0 · 0 0 « * 0 0 0 0 0 0··· 00 000 0000 • 00 0 0« 000« 0« «« se proto přijalo označení “cold box.- 2 • 0 · · · 0 · 0 0 * * 0 0 0 0 0 0 ··· 00 000 0000 • 00 0 0 000 000 0 0 «« «cold box.
Obvykle je provedeno připojení rektifikační kolony k plechovému plášti pomocí tuhých prvků, které tvoří pevné ložisko na stranách směřujících ke rozebíratelně nebo nerozebirate1 ně a/nebo plechovém plášti. Za provozu na tuhých prvcích,, izolovaném prostoru, rektifikační kolony zajištění, pomocí kolony opřen na rektifikační kolona fixována na a může se dopravovat v horizontální dnu. Prvky jsou umístěny na rektifikační koloně stojí rektifikační kolona zatímco protilehlý konec je fixován v Proto jsou v sousedství volného konce vytvořeny fixační prvky a/nebo prvky kterých je volný konec izolačním plášti, takže je volném konci v pracovní poloze poloze. Prvky jsou pevně a rektifikační koloně.Usually, the rectification column is connected to the sheet metal casing by means of rigid elements that form a fixed bearing on the sides facing the releasably or non-detachable and / or sheet metal casing. In operation on the rigid elements of the sandbox, the rectification column secures by means of the column supported on the rectification column fixed on and can be conveyed in a horizontal bottom. The elements are located on the rectification column facing the rectification column while the opposite end is fixed in. Therefore, fixation elements and / or elements having a free end of the insulating jacket are provided adjacent the free end so that the free end is in the working position. Elements are tight and rectification column.
dopravní ho rektif ikační připojeny k izolačnímu plášti U takovéhoto tuhého upevnění pomocí šroubových nebo svarových spojů je nevýhodné, že za provozu nedovolují téměř žádné změny rozměrů rektifikační kolony, které vznikají na základě velkých teplotních rozdílů mezi dopravní a pracovní teplotou, poněvadž se materiály na základě nízkých provozních teplot cca -170 °C vysoké výrobní a konstrukční náklady dílů zařízení a případně funkční rozdělení na fixační prvky a prvky dopravního zajištění, které se musí po dopravě odstranit.In such a rigid fastening by means of screw or welded joints, it is disadvantageous that in operation they do not allow almost any changes in the dimensions of the rectification column due to the large temperature differences between the transport and working temperatures, since the materials due to the low operating temperatures approx. -170 ° C high production and construction costs of equipment parts and possibly functional division into fixation and transport securing elements, which must be removed after transport.
smršťují. Toto vyžaduje k vyrovnání roztažnostishrink. This requires expansion to compensate
Přitom mají upevňovací prvky vysokou hmotnost a s ohledem na vedení tepla zhoršují tepelnou bilanci zařízení.The fasteners have a high weight and, in view of the heat conduction, deteriorate the heat balance of the device.
Podstata........vyná lezuThe essence of ........ l climb
Vynález spočívá v úkolu vytvořit zařízení k nízkoteplotnímu rozkladu vzduchu, u něhož lze bez montáže/demontáže cold boxu zjednodušit fixaci alespoň rektifikační kolony.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a device for low-temperature air decomposition, in which the fixation of at least the rectification column can be simplified without mounting / dismantling the cold box.
- 3 • 0 ·· 0*·· » 0 0 I- 3 • 0 0 0 I
0· *40 · * 4
Tento úkol se vyřeší tím, že alespoň rektifikační kolona je v izolačním prostoru upnuta pomocí lanových prvků tak, že je umístěna ve stanovené poloze. Přitom lanové prvky přebírají současně fixační funkci a funkci dopravního zajištění rektifikační kolony a/nebo tepelného výměníku.This object is achieved by at least the rectification column being clamped in the insulating space by means of rope elements so that it is positioned in a specified position. In this case, the rope elements assume simultaneously the fixing function and the transport securing function of the rectification column and / or the heat exchanger.
Pod flexibilními lanovými prvky se rozumí lana, řetězy, táhla a podobně, které upínají alespoň rektifikační kolonu v izolačním plášti. Lanové prvky jsou svým jedním koncem připojeny k rektifikační koloně a/nebo tepelnému výměníku pomocí třemenů, které prstencovitě obepínají rektifikační kolonu a/nebo tepelný výměník na jejich obvodu k zachycení tahových sil vznikajících při uchycení. Třmeny dosedají se zřetelem na obvyklé tolerance na rektifikační kolonu, případně mohou být mezi rektifikační kolonu a třmeny umístěny mezivrstvy z PTFE. Sestávají ze spojovacích prvků ve tvaru písmene U, na nichž jsou upevněny lanové prvky. Upevnění a výměna lanových prvků tak jsou jednoduše proveditelné. K umožnění zařízení mezi třmeny a rektifikační kolomou a/nebo výměníkem změn rozměrů rektifikační kolony a/nebo tepelného výměníku sestávají třmeny z materiálu, který má teplotní roztažnost nižší než materiál rektifikační komory a/nebo tepelného výměníku. Třmeny jsou z ušlechtilé oceli a rektifikační kolona z hliníku. Přitom se materiál rektifikační kolony smršťuje při pracovních teplotách cca —170 °C silněji než materiál třmenů, což dovoluje změnu rozměrů rektifikační komory, zejména délky. Při teplotě okolí působí lanové prvky jako prvky dopravního dopravu cold boxu v horizontální kolona a/nebo tepelný výměník podléhají podstatnému ohybovému namáhání. Pomocí vynálezu se může cold box zcela sestavit u výrobce a v horizontální poloze dopravit za teploty okolí k provozovateli zařízení a provozovat bez demontáže částí zařízení. Za chodu zařízení přebírají lanové prvky teplotní roztažnost izolačního pláště a rektifikační kolony a/nebo za chodu tepelným zajištění, které dovolují poloze, aniž rektifikačníBy flexible rope elements are meant ropes, chains, tie rods and the like which clamp at least the rectification column in the insulating jacket. The cable elements are connected at one end to the rectification column and / or heat exchanger by means of yokes which annularly encircle the rectification column and / or heat exchanger on their periphery to absorb the tensile forces occurring during attachment. The stirrups abut with respect to the usual tolerances on the rectification column, or PTFE interlayers may be placed between the rectification column and the stirrups. They consist of U-shaped fasteners on which cable elements are fastened. The fastening and replacement of the rope elements are thus easy to carry out. In order to allow the device between the calipers and the rectification chamber and / or the size exchanger of the rectification column and / or heat exchanger, the calipers consist of a material having a thermal expansion lower than the material of the rectification chamber and / or heat exchanger. The brackets are made of stainless steel and the rectification column is made of aluminum. The material of the rectification column shrinks more strongly than the stirrup material at operating temperatures of about -170 ° C, which allows the dimensions of the rectification chamber to be changed, in particular the length. At ambient temperature, the cable elements act as elements of transporting the cold box into a horizontal column and / or the heat exchanger are subject to substantial bending stress. By means of the invention, the cold box can be fully assembled at the manufacturer and transported horizontally at ambient temperature to the plant operator and operated without dismantling the plant parts. During operation of the device, the rope elements assume the thermal expansion of the insulating sheath and the rectification column and / or during operation the thermal securing which allows the position without rectification
- 4 * · ·· ·**·· » · ··· *····· * · *»· · · · · ··· · ·* ···· · · tepelného výměníku, která existuje ne základě různých teplot částí zařízení při různých pracovních stavech (v chodu/mimo chod).- 4 heat exchanger that exists on the basis of a heat exchanger different temperatures of parts of the equipment at different operating conditions (running / not running).
Uchycením pomocí lan lze vedle jednodušší montáže, například rektifikační kolony, docílit zlepšení tepelná bilance zařízení, poněvadž lanové prvky dovolují jen malé vedení tepla mezi rektifikační kolonou, respektive tepelným výměníkem a izolačním pláštěm. Každý lanový prvek sestává z lana, jehož konce jsou opatřeny Čepem s okem, který je upevněn ve stacionárním terminálu. Pomocí závitových tyčí připojených k izolačnímu plášti a nastavitelného prvku nesoucího levou/pravou matici (matice s levým a pravým závitem), ve které jsou našroubovány přestavíte1 né terminály ve tvaru U, se může nastavit délka lanového prvku. Jiná vytvoření konců lana, například jako nalisované objímky, lanové svorky, a rovněž jiné možnosti nastavení nebo přestavení, například vačkovou pákou, tvoří součást vynálezu a neomezují jeho předmět.In addition to simpler mounting, such as rectification column, the heat balance of the device can be improved by means of ropes, since the rope elements allow only a small amount of heat to be transferred between the rectification column or heat exchanger and the insulating jacket. Each cable element consists of a cable, the ends of which are provided with a pin with an eye which is fixed in a stationary terminal. The length of the cable element can be adjusted by means of threaded rods connected to the insulating sheath and an adjustable element supporting the left / right nut (left and right threaded nut) in which the adjustable U-shaped terminals are screwed. Other embodiments of rope ends, such as crimped sleeves, rope clamps, as well as other adjustment or adjustment possibilities, such as a cam lever, form part of the invention and do not limit its object.
K tomu přistupuje, že uchycením částí zařízení v izolačním prostoru se redukuje celková hmotnost zařízení a mohou se zmenšit konstrukční náklady v návaznosti na roztažnost částí zařízení.In addition, mounting the device parts in the insulating space reduces the total weight of the device and can reduce the construction costs due to the expansion of the device parts.
Výhodně jsou ložisky, které jsou upevněny na izolačním plášti, přenášeny jen síly kolmé k podélnému směru rektifikační kolony. Vedení tepla izolačním pláštěm dovolují jen ložiska. K minimalizaci tohoto vedení tepla jsou ložiska uložena pomocí izolačních materiálů, jako plastické hmoty vyztužené skelným vláknem, umístěných jako mezivrstva mezi ložiskem a vnitřní plochou izolačního pláště. Přednostně je izolační prostor vyplněn izolačním materiálem, například perlitem s hustotou mezi 40 až 80 kg/m3.Preferably, the bearings that are fastened to the insulating jacket only transmit forces perpendicular to the longitudinal direction of the rectification column. Only bearings permit heat conduction through the insulating jacket. To minimize this heat conduction, the bearings are supported by insulating materials, such as glass fiber reinforced plastic, positioned as an intermediate layer between the bearing and the inner surface of the insulating jacket. Preferably, the insulating space is filled with an insulating material, for example perlite, with a density of between 40 and 80 kg / m 3 .
V izolačním prostoru je výhodně také umístěn tepelný * · 9 ♦ · 9 9 9 9 • 9 9 9 9 999999 «9 9 9 9 · · 9 ·The thermal space is preferably also provided with a thermal * 9 ♦ 9 9 9 9 9 9 9 9 999999 9 9 9 9 9 · · 9 ·
999 · 99 9999 99 9« _ 5 výměník, ve kterém se ochlazuje rozkládaný vzduch proti proudu produktu. Optimální tepelnou bilanci tepelného výměníku lze uvnitř izolačního prostoru docílit tím, že tepelný výměník je umístěn stranou, do které vstupuje rozkládaný vzduch a vystupuje proudu produktu, který má teplotu cca +10 °C, šikmo k izolačnímu plášti a tím je umístěn v bezprostřední blízkosti teplého izolačního pláště, zatímco výstup rozkládaného vzduchu a vstup proudu produktu jsou umístěny v blízkosti rektifikační kolony, takže strana tepelného výměníku, mající teplotu -170 °C, je umístěna šikmo k rektifikační koloně mají stejnou nebo podobnou teplotu. Tímto uspořádáním přihlížejícím k teplotním gradientům tepelného výměníku vzhledem k rozdělení teploty v izolačním prostoru je tepelná bilance zařízení pomocí izolace a uspořádáním částí zařízení a rektifikační kolony podstatně optimalizována, takže je redukována roztažnost částí zařízení. Ustavení teplného výměníku pod stanoveným úhlem se zvláště jednoduše docílí pomocí vpředu popsaných lanových prvků.999 · 99 9999 99 9 «_ 5 exchanger in which the decomposed air is cooled upstream of the product. The optimum heat balance of the heat exchanger can be achieved inside the insulating space by placing the heat exchanger side with the air entering and leaving the product stream, which has a temperature of approx. + 10 ° C, at an angle to the insulating jacket and of the insulating jacket, while the exhaust air outlet and the product stream inlet are located near the rectification column so that the heat exchanger side having a temperature of -170 ° C is positioned obliquely to the rectification column at the same or similar temperature. By this arrangement taking into account the temperature gradients of the heat exchanger with respect to the temperature distribution in the insulating space, the heat balance of the device by means of insulation and the arrangement of the plant parts and the rectification column is substantially optimized so that the expansion of the plant parts is reduced. The alignment of the heat exchanger at a predetermined angle is particularly easily achieved by means of the rope elements described above.
- 6 w * V W w v v V v • · · · ♦ « · · * • · · · · · · φ · Φ · • Φ · « « · · · · ··« · ·· ·»·· ·· ·· obr. 1. Zařízení sestává v podstatě z nádrže .1.0 na tekutý plyn 11, rektifikační kolony 15 s hlavovým kondenzátorem 16 a tepelného výměníku 17. Vyobrazení není rozměrově přesné, rektifikační kolona .1.5 je v poměru k nádrži 10 na tekutý plyn 11 zpravidla podstatně větší než je znázorněno.- 6 w * VW wvv V v · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · FIG. 1. The apparatus consists essentially of a liquid gas tank 11, a rectification column 15 with a head condenser 16, and a heat exchanger 17. The illustration is not dimensionally accurate, the rectification column. considerably larger than shown.
Nádrž 1.0 na tekutý plyn .1....1,, sestává jako obvykle z vnitřní nádrže .1.2 a vnějěí nádrže .1.3, jejichž meziprostor 1.4 je izolován práškem a vakuově. Rektifikační kolona 15. s hlavovým kondenzátor em ..1,6 a tepelný výměník 17 jsou umístěny v izolačním plášti 18. Izolační plášť 1,8 sestává z nelegované konstrukční oceli a obepíná rektifikační kolonu 1.5 s hlavovým kondenzátorem 16 a tepelný výměník 17. Izolační prostor 2.3, tvořený izolačním pláštěm .1.8 je vyplněn izolačním materiálem, například perlitem. Perlit vyplňuje všechny dutiny izolačního prostoru 23 a obepíná rektifikační kolonu .1.5 s hlavovým kondenzátorem 1.6 a tepelný výměník 1.7 a všechny další součásti umístěné v izolačním prostoru .2.3, jako trubková vedení, regulační armatury a podobně.The liquid gas tank 1, 1, 1, 1 comprises, as usual, an inner tank 12 and an outer tank 13, the intermediate space of which is insulated by powder and vacuum. The rectification column 15 with the overhead condenser 16 and the heat exchanger 17 are located in the insulating jacket 18. The insulating jacket 1.8 consists of an unalloyed structural steel and surrounds the rectification column 1.5 with the overhead condenser 16 and the heat exchanger 17. Insulation space 2.3, consisting of an insulating sheath 1.8, is filled with an insulating material, for example perlite. Perlite fills all cavities of the insulating space 23 and surrounds the rectification column .1.5 with the head condenser 1.6 and the heat exchanger 1.7 and all other components located in the isolation space .2.3, such as pipe lines, control fittings and the like.
Rektifikační kolona 1.5 je v izolačním prostoru 2.3 ustavena na ložiskách 2.4, které jsou vytvořeny jako nohy a jsou připojeny k izolačnímu plášti 1 8. Ložiska 2.4 přenáší tíhu rektifikační kolony ..1..5. Rektifikační kolona .1.5 je po své délce bočně upnuta pomocí lanových prvků 20, 21 . 22, 25, 26. Lanovými prvky 20, 21 , 2.2, 2.5, 26 mohou být všechny prvky, jako nerezavějící lana z ušlechtilé oceli, řetězy, táhla a podobně, které jsou vhodné k upnutí rektifikační kolony .1,5. Rektifikační kolona ..1..,5 je upnuta alespoň ze tří stran (120°) lany nastavitelnými ve své délce pomocí nastavitelných prvků .6.0, 6.1, 66. Nastavitelné prvky 60, 6...1., .6.6 sestávají ze závitové tyčeThe rectification column 1.5 is located in the isolation space 2.3 on bearings 2.4, which are designed as legs and are connected to the insulating jacket 18. The bearings 2.4 carry the weight of the rectification column. The rectification column 1.5 is laterally clamped along its length by means of rope elements 20, 21. The rope elements 20, 21, 2.2, 2.5, 26 may be all elements, such as stainless steel ropes, chains, rods and the like, which are suitable for clamping the rectification column. The rectification column ..1 .., 5 is clamped on at least three sides (120 °) by ropes adjustable in length by means of the adjustable elements .6.0, 6.1, 66. The adjustable elements 60, 6 ... 1, .6.6 consist of a threaded bars
6.2, připojené k izolačnímu plášti 1.8, která je našroubována do matice 63 s levým nebo pravým závitem. Z druhé strany je našroubován do matice 63 přestavíteiný terminál 64 ve tvaru písmene U, pomocí na něm upevněné závitové tyče. Při otáčení6.2, connected to an insulating jacket 1.8 which is screwed into a nut 63 with left or right thread. On the other hand, the U-shaped terminal 64 is screwed into the nut 63 by means of a threaded rod fastened thereon. When turning
- 7 *· » · · · ···· • · ·· ······ « ·· » · · · .·· · ·· ···· ·· ·· matice 63 se terminálu 64 .26, uložený závitová tyč .62 a závitová tyč přestavitelného pohybují k sobě nebo od sebe. Pátý lanový prvek a upevněný v přestavíte1 něm terminálu .6.4, je příslušně natahován ve směru k izolačnímu plášti ±8 nebo uvolňován ve směru k rektifikační koloně ,1.5. Lanové prvky 20 „ .21., 2.2, 2.5, 26 jsou uloženy na straně směřující k rektifikační koloně 15 ve stacionárním terminálu 65., Přestavitelný a stacionární terminál .64, 65. tvoří s konci lana, ukončenými v čepu 67, 68 s okem, klouby. Stacionární terminály .65, jsou upevněny na třmenech 19, 5 1 . které prstencově obepínají po obvodu rektifikační kolonu 15. Třmeny 1.9, .51 s lanovými prvky .20, 21, 22, 2.5, 26 obepínají rektifikační kolonu .1.5 v oblasti konce protilehlého k ložisku 24. Třmeny 19, 5...1. sestávají z materiálu, například ušlechtilé tepelnou roztažnost než materiál například hliník. Za provozu zařízení k nízkoteplotnímu rozkladu vzduchu se vytvoří na základě různých hodnot tepelné roztažnosti materiálů při nízkých teplotách provozu volná prostor mezi třmeny 19, 51 a rektifikační kolonou .1.5, který dovoluje změnu rozměru, zejména změnu délky, rektifikační kolony ..1...5.- 7 * matrix 63 with terminal 64 .26 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · , the mounted threaded rod 62 and the adjustable threaded rod move together or apart. The fifth cable element, fixed in the adjusting terminal 6.4, is respectively pulled in the direction of the insulating sheath ± 8 or released in the direction of the rectification column, 1.5. The rope elements 20, 21, 2.2, 2.5, 26 are mounted on the side facing the rectification column 15 in the stationary terminal 65. The adjustable and stationary terminal 64, 65 form with the cable ends terminated in the eye 67, 68 with an eye joints. Stationary terminals 65 are mounted on yokes 19, 51. The anchors 1.9, .51 with rope elements .20, 21, 22, 2.5, 26 surround the rectification column. 1.5 in the region of the end opposite to the bearing 24. The anchors 19, 5 ... 1. they consist of a material, for example, a noble thermal expansion than a material, for example, aluminum. In operation of the low temperature air decomposition device, a free space is created between the stirrups 19, 51 and the rectification column. 5.
oceli, který má menší rektifikační kolony 15,a steel having smaller rectification columns 15,
Přednostně je v izolačním prostoru 2.3. umístěn tepelný výměník .,1.7., do kterého se vedením 28 přivádí komprimovaný a čistý vzduch. Studený vzduch se vyfukuje ve spodní oblasti rektifikační kolony 15.Preferably it is in the insulating space 2.3. A heat exchanger is provided, into which compressed and clean air is supplied via line 28. The cold air is exhausted in the lower region of the rectification column 15.
Rektifikační kolona ,1.5. je provozována za tlaku 4,5 až 12 bar, přednostně při tlaku 6 bar. V příkladě provedení je opatřena dvěma částmi 2.9, 30 výplně nebo sítovými patry. Nad částmi .2..9., 3.0 výplně je vytvořen sběrač tekutiny a rozváděč .3...1.., 3 2 .Rectification column, 1.5. it is operated at a pressure of 4.5 to 12 bar, preferably at a pressure of 6 bar. In the exemplary embodiment, it is provided with two filler portions 2.9, 30 or sieve trays. A fluid collector and a distributor 3 ... 1, 3 2 are provided above the filling portions.
Pomocí vedení 3.3 kyslíku se může odvést jímaná tekutina bohatá na kyslík. Vedení 34 dusíku odvádí plynný dusík *The oxygen-rich liquid collected can be removed via the oxygen line 3.3. Nitrogen line 34 removes nitrogen gas *
• I• I
- 8 ·· ···« jako produkt tepelným výměníkem 17* V horní oblasti rektifikační kolony 1.5 ústí kromě toho první zásobovací vedení 35 a to přímo v horním sběrači tekutiny. Slouží k přívodu a odvodu tekutého dusíku a spojuje vnitřní prostor rektifikační kolony ..}.. 5 s nádrží .1.0. na dusík.In addition, the first supply line 35 opens directly in the upper liquid collector in the upper region of the rectification column 1.5. It serves for the supply and removal of liquid nitrogen and connects the inner space of the rectification column 5 to the tank. for nitrogen.
Hlavový kondenzátor 16 slouží ke ztekucení dusíku na hlavě rektifikační kolony 15. Pasáže znázorněné na výkrese jsou otevřeny do vnitřního prostoru rektifikační kolony .1.5. a tvoří tak dusíkové pasáže. Ve vnějším prostoru pasáže se shromažďuje tekutina bohatá na kyslík, která se odvádí vedením 33 kyslíku. Odpařuje se pomocí přímé tepelné výměny s kondenzovaným dusíkem. Odpařená frakce je odváděna produktu a v tepelném výměníku 17 vedením 36 kyslíkového se ohřívá rozkládaným vzduchem, vedeným vedením 28.The overhead condenser 16 serves to liquefy the nitrogen at the top of the rectification column 15. The passages shown in the drawing are opened to the interior of the rectification column. and form nitrogen passages. Oxygen-rich fluid collects in the exterior of the passage and is discharged through the oxygen line 33. It is evaporated by direct heat exchange with condensed nitrogen. The vaporized fraction is withdrawn from the product and is heated in the heat exchanger 17 through the oxygen line 36 by the exhaust air passing through the line 28.
Tepelný výměník 17 je upevněn na izolačním plášti 18 pomocí dvou nosných konzol 37. Nosné konzoly 37 jsou přiřazeny k teplému konci (+10 °C) tepelného výměníku 17 a přenáší jeho kolmou složku zatížení. Přitom je tepelný výměník ,.1.7. umístěn v izolovanbém prostoru tak, že vstup 3.8 kyslíkového produktu je umístěn od izolačního pláště .,1,.8 dále, než výstup 39 kyslíkového produktu. Tím, že je tepelný výměník .1.7. umístěn šikmo svým studeným koncem (-170 °C) k rektifikační koloně .1.5. pod úhlem 70 mezi 3° a 10°, přednostně pod 5°, je redukována potřeba chlazení, poněvadž teplý konec je přiřazen teplejšímu izolačnímu plášti 1.8. a studený konec tepelného výměníku .1.7. je přiřazen k rektifikační koloně .1.5. Upevnění a nasměrování studeného konce je provedeno lanovými prvky 4.0, 4.1, 4.6, 4.7, které jsou vytvořeny jako lanové kotvení. Lanové prvky .40, 41 , 4.6, 47 J»ou vytvořeny jako lanové prvky 20, 21, 22, .2.5, 26 popsané v souvislosti s lanovým ukotvením rektifikační kolony 15. Lanové prvky .4.0, 4 1 . 4..6, 4.7 jsou ukončen Čepy 6.7, 68 s oky, které jsou uloženy v přestavíteiném terminálu 64 ve tvaru písmene U a ve stacionárním terminálu 65. Lanové prvky 4.6, 4.7.The heat exchanger 17 is fixed to the insulating jacket 18 by means of two support brackets 37. The support brackets 37 are assigned to the heat end (+10 ° C) of the heat exchanger 17 and carry its perpendicular load component. Here the heat exchanger is .1.7. located in the insulated space such that the oxygen product inlet 3.8 is positioned away from the insulating sheath 18, 18, further than the oxygen product outlet 39. By being a heat exchanger .1.7. placed obliquely with its cold end (-170 ° C) to the rectification column .1.5. at an angle 70 between 3 ° and 10 °, preferably below 5 °, the need for cooling is reduced, since the warm end is assigned to the warmer insulating jacket 1.8. and the cold end of the heat exchanger .1.7. is assigned to the rectification column .1.5. Fastening and alignment of the cold end is done by rope elements 4.0, 4.1, 4.6, 4.7, which are designed as rope anchoring. The rope elements 40, 41, 4.6, 47 are designed as rope elements 20, 21, 22, 2.5, 26 described in connection with the rope anchorage of the rectification column 15. The rope elements 40, 41. 4, 6, 4.7 are terminated by pins 6.7, 68 with lugs, which are accommodated in the adjustable U-shaped terminal 64 and in the stationary terminal 65. Rope elements 4.6, 4.7.
- 9 «φ φ φ # φ φ φ- 9 «φ φ φ # φ φ φ
ΦΦΦ « « φ φ φφφφ «φ φφφφφ φ « « φ · φ φ φ φφ φφφφ φφ ·* a 4Q, 4.1. jsou umístěny do kříže pod úhlem 71 křížení 45° k podélné ose 72 tepelného výměníku 17.ΦΦΦ «« φ φ φ φ φ φ φ · · · · · φ φ φ φφ φ φ · · · · · · · · · 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 they are placed in a cross at an angle 71 of 45 ° to the longitudinal axis 72 of the heat exchanger 17.
Lanové prvky 40, 41, 46, 47 jsou na tepelném výměníku 17 upevněny pomocí třetího třmenu 50.The cable elements 40, 41, 46, 47 are fixed to the heat exchanger 17 by means of a third yoke 50.
Plnící stav jímky rektifikační kolony 1.5 je řízen pomocí ventilu 42, který je umístěn ve vedení 33 kyslíku. Ventil 42 je umístěn uvnitř izolačního prostoru 2.3. a je izolován. Pomocí rovněž izolované vystupující části .43. je řídící zařízení 44, například vřeteno regulačního ventilu, vedeno izolačním pláštěm .1.8 ven a je připojeno k pohonu 45 tak, že ventil 42 je zvenku nastavitelný.The filling state of the rectification column well 1.5 is controlled by means of a valve 42 which is located in the oxygen line 33. The valve 42 is located inside the insulating space 2.3. and is isolated. Also using the insulated protruding portion .43. the control device 44, for example the control valve stem, is guided out of the insulating jacket 18 and is connected to the actuator 45 so that the valve 42 is adjustable from the outside.
Claims (13)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19737520A DE19737520A1 (en) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Plant for the low-temperature separation of air |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2000570A3 true CZ2000570A3 (en) | 2001-12-12 |
| CZ294901B6 CZ294901B6 (en) | 2005-04-13 |
Family
ID=7840453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2000570A CZ294901B6 (en) | 1997-08-28 | 1998-08-17 | Low-temperature air separation installation |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1015827B2 (en) |
| AT (1) | ATE227829T1 (en) |
| CZ (1) | CZ294901B6 (en) |
| DE (2) | DE19737520A1 (en) |
| WO (1) | WO1999011991A1 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2805603B1 (en) * | 2000-02-25 | 2002-05-31 | Air Liquide | INSTALLATION STRUCTURE, ESPECIALLY CRYOGENIC, COMPRISING ELEMENTS OF WHICH THE DIMENSIONAL VARIATIONS DUE TO CHANGES IN TEMPERATURE ARE SYNCHRONIZED |
| GB2398516A (en) * | 2003-02-18 | 2004-08-25 | Air Prod & Chem | Distillation column with a surrounding insulating support structure |
| ATE326672T1 (en) * | 2003-04-30 | 2006-06-15 | Linde Ag | COLUMN SYSTEM AND METHOD FOR PRODUCING IT |
| DE10319755A1 (en) * | 2003-04-30 | 2004-11-18 | Linde Ag | Column system and method for its production |
| EP2030662A1 (en) * | 2007-08-09 | 2009-03-04 | L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Support device for single distillation column within the insulated enclosure |
| EP3743662A4 (en) * | 2018-01-26 | 2021-08-25 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Air separation unit by cryogenic distillation |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB833613A (en) † | 1958-01-13 | 1960-04-27 | British Oxygen Res And Dev Ltd | Thermally insulated storage vessels |
| FR2668256B1 (en) * | 1990-10-18 | 1992-12-11 | Air Liquide | METHOD FOR ADJUSTING THE VERTICALITY OF AN ELEMENT ARRANGED IN A CLOSED ENCLOSURE AND ASSEMBLY FOR THE IMPLEMENTATION OF THIS PROCESS. |
| DE4135302A1 (en) * | 1991-10-25 | 1993-04-29 | Linde Ag | DEVICE FOR LOW TEMPERATURE DISPOSAL OF AIR |
| JPH09137627A (en) † | 1995-11-14 | 1997-05-27 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Preventive device against sliding of double-shell flat bottom cylindrical tank |
-
1997
- 1997-08-28 DE DE19737520A patent/DE19737520A1/en not_active Ceased
-
1998
- 1998-08-17 DE DE59806294T patent/DE59806294D1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-17 CZ CZ2000570A patent/CZ294901B6/en not_active IP Right Cessation
- 1998-08-17 AT AT98941421T patent/ATE227829T1/en not_active IP Right Cessation
- 1998-08-17 EP EP98941421A patent/EP1015827B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-17 WO PCT/EP1998/005182 patent/WO1999011991A1/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1015827B2 (en) | 2007-07-11 |
| DE59806294D1 (en) | 2002-12-19 |
| CZ294901B6 (en) | 2005-04-13 |
| ATE227829T1 (en) | 2002-11-15 |
| EP1015827B1 (en) | 2002-11-13 |
| WO1999011991A1 (en) | 1999-03-11 |
| DE19737520A1 (en) | 1999-03-04 |
| EP1015827A1 (en) | 2000-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7213790B2 (en) | Method and apparatus for supporting an insulated pipe | |
| CZ2000570A3 (en) | Apparatus for low-temperature decomposition of air | |
| US20080119362A1 (en) | Cryogenic Apparatus of Superconducting Equipment | |
| US20090127407A1 (en) | Systems and methods for supporting a pipe | |
| CA1246660A (en) | Cryostat for nmr magnet | |
| US20090178723A1 (en) | Supportive apparatus for piping and similar structures and method for the use thereof | |
| US20100162756A1 (en) | Cryogenic Distillation Comprising Vacuum Insulation Panel | |
| US20110031861A1 (en) | Cryogenic insulation attachment | |
| EP0294639B1 (en) | Cryogenic support system | |
| US3545226A (en) | Dual solid cryogens for spacecraft refrigeration | |
| US4428329A (en) | Steam generator support structure | |
| JP3978353B2 (en) | Heat exchanger | |
| WO1999011990A1 (en) | Low-temperature air separation installation | |
| EP1227039B1 (en) | Large thermal protection system panel | |
| Ramos et al. | Integration of the 11-T Nb 3 Sn Dipoles and Collimators in the LHC | |
| Ganni et al. | FRIB cryogenic distribution system and status | |
| Axensalva et al. | Cryogenic infrastructure for testing of LHC series superconducting magnets | |
| Bourcey et al. | Final design and experimental validation of the thermal performance of the LHC lattice cryostats | |
| Alessandria et al. | Design, manufacture and test of the TESLA-TTF cavity cryostat | |
| Gruehagen et al. | Long, Bellows-Free Vertical Helium Transfer Lines for the LHC Cryogenic System | |
| CN111902688B (en) | Heat exchange device | |
| EP0421288B1 (en) | Insulation in a low-pressure turbine plant | |
| WO2009023891A1 (en) | Device for storing and transporting cryogenic liquefied gases | |
| JP2003014194A (en) | Vaporizer unit and vaporizer construction method | |
| CN114714490B (en) | Steam curing means suitable for fixed mould platform |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20060817 |