RU2183498C2 - Устройство для получения кислорода и азота из воздуха - Google Patents
Устройство для получения кислорода и азота из воздуха Download PDFInfo
- Publication number
- RU2183498C2 RU2183498C2 RU2000110167A RU2000110167A RU2183498C2 RU 2183498 C2 RU2183498 C2 RU 2183498C2 RU 2000110167 A RU2000110167 A RU 2000110167A RU 2000110167 A RU2000110167 A RU 2000110167A RU 2183498 C2 RU2183498 C2 RU 2183498C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrogen
- unit
- oxygen
- air
- cooling
- Prior art date
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 58
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 23
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000004887 air purification Methods 0.000 claims description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам разделения воздуха для получения азота и кислорода и может быть использовано в химической, нефтегазовой промышленности, авиации, медицине и других отраслях. В устройстве для получения кислорода и азота из воздуха предварительно подготовленный в блоках компримирования и очистки, осушки, охлаждения воздух разделяют в блоке низкотемпературного разделения на товарный кислород, поступающий в кислородную линию, и обогащенную по азоту смесь, которая последовательно проходит через блоки охлаждения, компримирования и блок мембранного разделения для получения газообразного товарного азота, поступающего в азотную линию. Использование изобретения позволяет достичь одновременного получения в качестве товарных продуктов кислорода и азота, уменьшить потребление исходного воздуха за счет возврата в цикл кислорода, ранее выбрасываемого в атмосферу с концентратом азота. 1 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам разделения воздуха для получения азота и кислорода и может быть использовано в химической, нефтегазовой промышленности, авиации, медицине и других отраслях промышленности, где есть потребность в кислороде или азоте.
Известно устройство для получения азота мембранным способом, состоящее из последовательно соединенных компрессора, блока очистки и осушки воздуха и двух мембранных газоразделительных аппаратов [патент РФ 2074758, МКИ А 62 С 31/00, 1993 г.]
Его недостатками являются невозможность одновременного получения двух целевых компонентов, невозможность получения чистого кислорода, использование для получения азота высокой концентрации многоступенчатой схемы разделения.
Его недостатками являются невозможность одновременного получения двух целевых компонентов, невозможность получения чистого кислорода, использование для получения азота высокой концентрации многоступенчатой схемы разделения.
Ближайшим техническим решением является устройство для получения кислорода и азота из воздуха, содержащее последовательно соединенные блок компримирования воздуха (без очистки), блок предварительного охлаждения, блок осушки, блок низкотемпературного разделения воздуха, имеющий два выхода, один из которых соединен со входом кислородной линии, а второй - с линией товарного азота [патент РФ 2051319 С1, МКИ F 25 J 3/04, 1995 г.].
Недостатком известного технического решения является возможность получения в качестве товарного продукта только одного компонента.
Техническим результатом технического решения является одновременное получение кислорода (жидкого или газообразного) и газообразного азота высокой чистоты.
Технический результат достигается тем, что устройство для получения кислорода и азота из воздуха, состоящее из последовательно соединенных блока компримирования воздуха (без очистки), блока предварительного охлаждения, блока осушки, блока низкотемпературного разделения воздуха, имеющего два выхода, один из которых соединен со входом кислородной линии, а второй - с линией товарного азота, дополнительно снабжено блоком компримирования и очистки воздуха, блоком компримирования азотсодержащей смеси и блоком мембранного разделения, причем второй выход блока низкотемпературного разделения воздуха последовательно соединен через охлаждающую рубашку блока охлаждения с охлаждающей рубашкой блока предварительного охлаждения, а выход блока предварительного охлаждения последовательно соединен с блоками компримирования и мембранным блоком, выходы которого соединены с азотной линией и входом блока охлаждения.
Устройство для получения кислорода и азота из воздуха иллюстрируется чертежом, где изображена принципиальная схема устройства.
Устройство выполнено следующим образом.
Блок компримирования и очистки воздуха 1 последовательно соединен с блоком предварительного охлаждения 2, блоком осушки 3, блоком охлаждения 4 и блоком низкотемпературного разделения воздуха 5. Один выход блока низкотемпературного разделения воздуха 5 соединен с линией товарного кислорода 6, а второй выход последовательно соединен через охлаждающую рубашку блока охлаждения 4 с охлаждающей рубашкой блока предварительного охлаждения 2, блоком компримирования 7, блоком мембранного разделения, у которого один выход соединен с азотной линией 9, а другой - с входом блока охлаждения 4.
Устройство работает следующим образом.
Атмосферный воздух последовательно компримируют и очищают от механических примесей в блоке компримирования и очистки воздуха 1, охлаждают в блоках охлаждения 2, 4 до температуры -173oС и дополнительно осушают до температуры точки росы -70oС в блоке 3, расположенном между двумя блоками охлаждения. Предварительно подготовленный воздух направляют в блок низкотемпературного разделения воздуха, где происходит его разделение на товарный кислород, содержащий не менее 99,2 об.% кислорода и газообразный поток, содержащий около 94 об. % азота. Товарный кислород поступает к потребителю, а поток азотсодержащей смеси после последовательного нагревания в блоках охлаждения 4 и 2 до температуры 20-45oС компримируют и направляют в мембранный блок 8, где получают товарный азот, содержащий не менее 99 об.% азота, поступающий к потребителю, и остаточный поток, который объединяют с потоком атмосферного воздуха на входе в блок охлаждения 4.
В результате работы устройства в качестве товарных продуктов получают кислород (жидкий или газообразный) в блоке низкотемпературного разделения и газообразный азот, выходящий из мембранного блока.
Работа устройства рассмотрена на примере.
Атмосферный воздух в количестве 400 м3/час направляют в блок компримирования и очистки воздуха, где компримируют до 20 МПа и очищают от механических примесей. Сжатый воздух поступает в блок предварительного охлаждения, где его охлаждают до 5-8oС. После этого в блоке осушки его сначала очищают от капельной влаги, а затем осушают до температуры точки росы -70oС. Осушенный воздух направляют в блок охлаждения, где охлаждают до температуры -173oС, и затем в блок низкотемпературного разделения, выполненный в виде ректификационной колонны. Из колонны выходят жидкий кислород в количестве 70 кг/час, который является первым товарным продуктом и подается потребителю, и газообразный поток, содержащий 94 об.% азота. Этот поток последовательно проходит через охлаждающую рубашку блока охлаждения и охлаждающую рубашку блока предварительного охлаждения, где его нагревают до 20oС, блок компримирования, где компримируют до 0,8 МПа, и блок мембранного разделения, включающий мембранный модуль. Из мембранного модуля выходят газообразный азот с концентрацией 99 об.% в количестве 100-150 нм3/час, который является вторым товарным продуктом и подается потребителю, и остаточный поток, который объединяется с потоком воздуха, поступающим в блок охлаждения.
Использование изобретения позволяет достичь одновременного получения в качестве товарных продуктов кислорода и азота, уменьшить потребление исходного воздуха за счет возврата в цикл кислорода, ранее выбрасываемого в атмосферу с концентратом азота.
Claims (1)
- Устройство для получения кислорода и азота из воздуха, содержащее последовательно соединенные блок предварительного охлаждения, блок осушки, блок охлаждения, блок низкотемпературного разделения воздуха, имеющий два выхода, один из которых соединен со входом кислородной линии, линию товарного азота, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит блок компримирования и очистки воздуха, блок компримирования и блок мембранного разделения, причем второй выход блока низкотемпературного разделения воздуха последовательно соединен через охлаждающую рубашку блока охлаждения с охлаждающей рубашкой блока предварительного охлаждения, а выход блока предварительного охлаждения последовательно соединен с блоками компримирования и мембранным блоком, выходы которого соединены с азотной линией и входом блока охлаждения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000110167A RU2183498C2 (ru) | 2000-04-24 | 2000-04-24 | Устройство для получения кислорода и азота из воздуха |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000110167A RU2183498C2 (ru) | 2000-04-24 | 2000-04-24 | Устройство для получения кислорода и азота из воздуха |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000110167A RU2000110167A (ru) | 2002-03-27 |
| RU2183498C2 true RU2183498C2 (ru) | 2002-06-20 |
Family
ID=20233685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000110167A RU2183498C2 (ru) | 2000-04-24 | 2000-04-24 | Устройство для получения кислорода и азота из воздуха |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2183498C2 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4968337A (en) * | 1987-04-07 | 1990-11-06 | The Boc Group Plc | Air separation |
| EP0419092A2 (en) * | 1989-09-22 | 1991-03-27 | The BOC Group plc | Separation of air |
| US5049174A (en) * | 1990-06-18 | 1991-09-17 | Air Products And Chemicals, Inc. | Hybrid membrane - cryogenic generation of argon concurrently with nitrogen |
| EP0503900A1 (en) * | 1991-03-11 | 1992-09-16 | The BOC Group plc | Air separation |
| EP0524785A1 (en) * | 1991-07-23 | 1993-01-27 | The Boc Group, Inc. | Air separation |
| RU2051319C1 (ru) * | 1992-11-30 | 1995-12-27 | Эдуард Ефимович Ольшанский | Способ получения сжатого или жидкого продукта разделения воздуха |
-
2000
- 2000-04-24 RU RU2000110167A patent/RU2183498C2/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4968337A (en) * | 1987-04-07 | 1990-11-06 | The Boc Group Plc | Air separation |
| EP0419092A2 (en) * | 1989-09-22 | 1991-03-27 | The BOC Group plc | Separation of air |
| US5049174A (en) * | 1990-06-18 | 1991-09-17 | Air Products And Chemicals, Inc. | Hybrid membrane - cryogenic generation of argon concurrently with nitrogen |
| EP0503900A1 (en) * | 1991-03-11 | 1992-09-16 | The BOC Group plc | Air separation |
| EP0524785A1 (en) * | 1991-07-23 | 1993-01-27 | The Boc Group, Inc. | Air separation |
| RU2051319C1 (ru) * | 1992-11-30 | 1995-12-27 | Эдуард Ефимович Ольшанский | Способ получения сжатого или жидкого продукта разделения воздуха |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11635253B2 (en) | Gas separation system with auto-refrigeration and selective recycle for carbon dioxide capture and compression | |
| AU2012229026B2 (en) | Cryogenic air separation method and system | |
| US2872397A (en) | Method and apparatus for producing ozone-carrier gas mixture | |
| US10561978B2 (en) | Membrane-based gas separation with retentate sweep | |
| JPH03165809A (ja) | 二酸化炭素含有供給物から実質的に純粋な二酸化炭素を製造するプロセス | |
| PL83699B1 (ru) | ||
| JPS5939671B2 (ja) | 空気分離方法及び装置 | |
| JPH02247484A (ja) | 空気分解方法及び装置 | |
| JPS581350B2 (ja) | 気体酸素製造法及び該製造法実施用低温プラント | |
| US4384876A (en) | Process for producing krypton and Xenon | |
| US1989267A (en) | Production of nitric acid and liquid nitrogen tetroxide | |
| RU2183498C2 (ru) | Устройство для получения кислорода и азота из воздуха | |
| FR2342094A1 (fr) | Procede et appareil pour augmenter la proportion d'un gaz d'un melange gazeux | |
| EP3067315A1 (en) | Light gas separation process and system | |
| ES2395211T3 (es) | Procedimiento de secado de un caudal de gas rico en dióxido de carbono | |
| RU2043124C1 (ru) | Способ получения гипоксической и гипероксической смесей и установка для его осуществления | |
| CN213202382U (zh) | 一种食品级二氧化碳的制备装置 | |
| US6843973B2 (en) | Krypton and xenon recovery system | |
| RU2692188C1 (ru) | Способ получения высокообогащенного ксенонового концентрата (варианты) | |
| JPH05220319A (ja) | ガスから炭化水素不純物を除去する装置 | |
| US3375674A (en) | Prepurification of gas mixtures before separation thereof by low temperature rectification | |
| WO2019083412A1 (ru) | Установка и способ получения жидкого диоксида углерода из газовых смесей | |
| RU10859U1 (ru) | Установка фракционирования природного газа | |
| RU122305U1 (ru) | Устройство для получения азота и воздуха, обогащенного по кислороду | |
| RU2406950C2 (ru) | Способ очистки гелиевого концентрата от примесей |