RU2570281C1

RU2570281C1 - Gas-separation heat exchange unit

Info

Publication number: RU2570281C1
Application number: RU2014133009/06A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Юрьевич Мартынов; Виктор Юрьевич Мартынов; Антон Игоревич Новиченко; Инна Викторовна Кучинова
Original assignee: Дмитрий Юрьевич Мартынов; Антон Игоревич Новиченко; Виктор Юрьевич Мартынов; Инна Викторовна Кучинова
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2015-12-10

Abstract

FIELD: heating.SUBSTANCE: gas-separation heat exchange unit contains the series connected heat exchange tube shells with flexible membrane where in the countercurrent mode the heat exchange occurs through walls and in which two internal compartments are provisioned, the first for hotter gas medium, while the second one is for colder gas medium, separated by flexible impenetrable membranes intended for equalizing of pressure inside devices. The gas-separation heat exchange unit also contains the compact system of separation of gas mediums comprising the mechanisms for supply and removal of the cooled gas mix with the necessary temperature and pressure and the device for separation of gas mediums. Vertical walls form in the device for separation of gas mediums the isolated section in which due to pressure change consistently at first the gas medium is condensed or desublimated, then this medium evaporates or sublimates. Design feature of the device for separation of gas mediums - lateral linear guides inside the device which allow to keep and to press the condensed or desublimated gas medium to vertical walls of the device.EFFECT: improvement of efficiency of heat transmission and decrease of dimensions of the unit.3 cl, 12 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение в виде газоразделительной теплообменной установки предназначено для разделения газовых сред путем их охлаждения и дальнейшей конденсации или десублимации. Газоразделительная теплообменная установка может быть использована в теплотехнике при выделении углекислого газа из дымовых газов теплостанций и печных труб и из выходящих газообразных отходов метатенков и установок пиролиза. Газоразделительная теплообменная установка также может быть использована при разделении иных газовых сред, в том числе в качестве части криогенного теплообменного цикла при разделении газовых сред в криогенных установках.The invention in the form of a gas separation heat exchange installation is intended for the separation of gaseous media by cooling them and further condensation or desublimation. A gas separation heat exchange installation can be used in heat engineering for the emission of carbon dioxide from the flue gases of heating plants and chimneys and from the gaseous waste from metathenes and pyrolysis plants. A gas separation heat exchange installation can also be used in the separation of other gaseous media, including as part of a cryogenic heat exchange cycle in the separation of gaseous media in cryogenic plants.

Уровень техникиState of the art

Известна теплопередающая система (описание изобретения содержится в Патенте РФ № 2371653 С2), которая содержит испаритель, окружающий часть циклической теплообменной системы и имеющий стенку, выполненную с возможностью термического соединения с частью циклической теплообменной системы для регулирования температуры указанной части, первичный фитиль, соединенный по текущей среде со стенкой, и канал удаления пара, который находится на поверхности раздела между первичным фитилем и стенкой, и конденсатор, соединенный по текучей среде с испарителем для образования замкнутого контура. Теплопередающая система содержит циклическую теплообменную систему. Способ регулирования температуры части циклической теплообменной системы, которая заполнена хладагентом, включает термическое соединение стенки испарителя с циклической теплообменной системой для регулирования температуры части циклической теплообменной системы. В качестве недостатка данной теплопередающей системы можно отметить следующие особенности. В теплопередающей системе не предусмотрена процедура выравнивания давления при передаче тепла через стенку между нагретой и более холодной газовой средой. В теплопередающей системе не предусмотрен процесс теплообмена, учитывающий возможность десублимации одной из компонент разделяемой газовой среды.A heat transfer system is known (the invention is described in RF Patent No. 2371653 C2), which contains an evaporator surrounding a part of a cyclic heat exchange system and having a wall made with the possibility of thermal connection with a part of a cyclic heat exchange system to control the temperature of this part, a primary wick connected by current a medium with a wall, and a vapor removal channel that is located on the interface between the primary wick and the wall, and a condenser fluidly coupled to vapor Telem to form a closed loop. The heat transfer system comprises a cyclic heat exchange system. A method for controlling the temperature of a part of a cyclic heat exchange system that is filled with a refrigerant includes the thermal connection of the wall of the evaporator to a cyclic heat exchange system to control the temperature of a part of the cyclic heat exchange system. The following features can be noted as a disadvantage of this heat transfer system. The heat transfer system does not provide a pressure equalization procedure when transferring heat through the wall between a heated and colder gas environment. The heat transfer system does not include a heat exchange process that takes into account the possibility of desublimation of one of the components of the shared gas medium.

Известен способ изготовления теплообменного аппарата с продольно ориентированными каналами (описание изобретения содержится в Патенте РФ № 2013734 С1), в котором после установки в корпусе аппарата пучка труб и размещения в полости пучка труб каналообразующих наполнителей корпус обжимают вместе с трубами, после чего наполнители удаляют. В данном случае полиэтиленовый наполнитель формирует внутреннее пространство теплообменного аппарата. После обжатия внешнего корпуса аппарата на протяжном стане с образованием между поверхностью труб и корпусом плотного контакта и единой структуры далее наполнитель выплавляют и удаляют во время размещения аппарата в печи при температуре 150-160°С. Данный способ изготовления теплообменного аппарата с продольно ориентированными каналами может быть, в том числе, использован при изготовлении сложно соединяемых, разделенных между собой металлическими стенками полостей теплообменного аппарата.A known method of manufacturing a heat exchanger with longitudinally oriented channels (the invention is described in RF Patent No. 2013734 C1), in which, after installing a tube bundle in the apparatus housing and placing channel-forming fillers in the tube cavity, the housing is crimped together with the tubes, after which the fillers are removed. In this case, the polyethylene filler forms the inner space of the heat exchanger. After crimping the outer casing of the apparatus on a broaching mill with the formation of a tight contact between the pipe surface and the casing and a single structure, the filler is then melted and removed during placement of the apparatus in a furnace at a temperature of 150-160 ° C. This method of manufacturing a heat exchanger with longitudinally oriented channels can be, inter alia, used in the manufacture of difficult to connect, separated by metal walls of the cavities of the heat exchanger.

Известен теплообменник (описание изобретения содержится в Патенте РФ № 2189553 С2), состоящий из нескольких плоскостей, образующих полости, герметично разделенные между собой. При этом полости соединяются между собой перемычками, например сваркой, высота перемычек между плоскостями в разных плоскостях теплообменника может быть различной и зависит от пропускной способности полости, причем давление теплоносителя воспринимается одновременно всеми перемычками. Изобретение позволяет обеспечить теплообмен любых теплоносителей при больших давлениях и высоких температурах, но не учитывает теплотехнические особенности теплообменных аппаратов, предназначенных для фазового разделения газовых сред.A known heat exchanger (a description of the invention is contained in the RF Patent No. 2189553 C2), consisting of several planes forming cavities, hermetically separated from each other. In this case, the cavities are interconnected by jumpers, for example by welding, the height of the jumpers between the planes in different planes of the heat exchanger can be different and depends on the capacity of the cavity, and the pressure of the coolant is perceived simultaneously by all jumpers. The invention allows for the heat transfer of any coolant at high pressures and high temperatures, but does not take into account the heat engineering features of heat exchangers designed for phase separation of gaseous media.

Известен вертикальный парожидкостный теплообменник (описание изобретения содержится в Патенте РФ № 813110), содержащий камеру распределения жидкости, корпус, внутри которого расположен заключенный в кожух вертикальный трубный пучок, разделенный системой горизонтальных перегородок на секции с парораспределительными камерами, системой дренажа, вертикальными перегородками и паровыми каналами, образованными перегородками и кожухом, сообщенными на входе с парораспределительными камерами, при этом паровые каналы расположены в периферийной части трубного пучка и сообщены на выходе с парораспределительной камерой последующей секции. Определенным недостатком данного вертикального парожидкостного теплообменника является его узкая специализация в качестве устройства, применяемого в системах теплоснабжения, и то что в теплообменнике не предусмотрена возможность разделения аппарата, с помощью вертикальных и горизонтальных перегородок на полностью изолированные секции, с поддержанием в каждой из секций различных, заданных температур и давлений.A vertical vapor-liquid heat exchanger is known (the invention is described in RF Patent No. 813110), comprising a liquid distribution chamber, a housing, inside which a vertical tube bundle enclosed in a casing is located, divided by a system of horizontal partitions into sections with steam distribution chambers, a drainage system, vertical partitions and steam channels formed by partitions and a casing communicated at the inlet with steam distribution chambers, while the steam channels are located in the peripheral th part of the tube bundle and communicated at the exit with the steam distribution chamber of the subsequent section. A definite drawback of this vertical vapor-liquid heat exchanger is its narrow specialization as a device used in heat supply systems, and the fact that the heat exchanger does not provide for the possibility of dividing the device, using vertical and horizontal partitions into completely isolated sections, with maintaining in each of the sections different temperatures and pressures.

Известен теплообменный аппарат (описание изобретения содержится в Патенте РФ № 2372572 С2), наиболее близкий к заявляемому изобретению. Теплообменный аппарат содержит корпус с днищами, патрубки ввода и вывода теплоносителей в трубное и межтрубное пространства, трубные решетки, в отверстиях которых закреплены трубы, образующие трубный пучок, перегородки, образующие в межтрубном пространстве отсеки. При этом корпус аппарата выполнен коническим, расширяющимся в направлении расширения труб, а центральные оси труб расположены под углом к центральной оси корпуса. Подобная геометрия корпуса аппарата позволяет повысить интенсивность теплообмена. Наличие трубных решеток позволяет удерживать трубы в трубном пучке на заданном расстоянии друг от друга. В качестве недостатков теплообменного аппарата можно отметить, что данный аппарат является частью теплообменной системы и не может в полной мере обеспечить фазовое разделение газовых сред, и то, что во внутренней части аппарата не предусмотрена процедура выравнивания давления при передаче тепла через стенку между нагретой и более холодной газовой средой.Known heat exchanger (description of the invention is contained in the RF Patent No. 2372572 C2), closest to the claimed invention. The heat exchanger contains a housing with bottoms, coolant inlet and outlet pipes into the pipe and annular spaces, tube sheets, in the openings of which pipes forming the tube bundle are fixed, partitions forming compartments in the annulus. In this case, the apparatus body is made conical, expanding in the direction of expansion of the pipes, and the central axis of the pipes are located at an angle to the central axis of the body. Such a geometry of the apparatus body makes it possible to increase the heat transfer intensity. The presence of tube sheets allows you to hold the pipe in the tube bundle at a predetermined distance from each other. As disadvantages of the heat exchanger, it can be noted that this apparatus is part of the heat exchange system and cannot fully ensure the phase separation of gas media, and that the internal part of the apparatus does not provide for pressure equalization during the transfer of heat through the wall between the heated and the colder gas environment.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технические решения, направленные на устранение недостатков вышеперечисленных изобретений, представлены в настоящем изобретении. Задачи, решаемые в рамках настоящего изобретения, включают создание газоразделительной теплообменной установки с эффективным теплообменным циклом охлаждения газовой среды и компактной системой разделения газовых сред, с осуществлением внутри данной системы циклов - конденсации и дальнейшего испарения газа или десублимации и дальнейшей сублимации газа.Technical solutions aimed at eliminating the disadvantages of the above inventions are presented in the present invention. The tasks to be solved within the framework of the present invention include the creation of a gas separation heat exchange installation with an efficient heat exchange cycle for cooling a gas medium and a compact system for separating gas media, with the implementation of cycles within this system — condensation and further gas evaporation or desublimation and further sublimation of gas.

Решение данных задач осуществляется следующим образом. Техническим результатом изобретения является теплообменный цикл охлаждения газовой среды и компактная система разделения газовых сред.The solution of these problems is as follows. The technical result of the invention is a heat exchange cycle for cooling a gaseous medium and a compact system for separating gaseous media.

При этом теплообменный цикл охлаждения газовой среды включает в себя последовательно соединенные теплообменные кожухотрубные аппараты с гибкой мембраной, в которых в режиме противотока происходит теплообмен через стенки между входящей более нагретой газовой средой и выходящей более холодной газовой средой, и в которых предусмотрено два внутренних отсека, первый для более нагретой газовой среды, второй для более холодной газовой среды, разделенных гибкими непроницаемыми мембранами, предназначенными для выравнивания давления внутри аппаратов. В данном случае гибкая непроницаемая мембрана отклоняется в одном направлении при периодическом поступлении в аппарат газовой среды и далее при прохождении цикла теплообмена внутри закрытого с помощью электромагнитных клапанов или задвижек аппарата постепенно смещается назад, выравнивая давление между постепенно нагревающейся и расширяющейся газовой средой во втором отсеке и постепенно охлаждающейся газовой средой в первом отсеке. Таким образом, установленные в кожухотрубных аппаратах гибкие непроницаемые мембраны позволяют исключить дополнительные энергозатраты на сжатие охлаждаемого газа и существенно увеличивают энергоэффективность всей системы.In this case, the heat exchange cycle of cooling the gas medium includes series-connected heat-exchange shell-and-tube apparatuses with a flexible membrane, in which counter-flow heat exchange occurs through the walls between the incoming more heated gas medium and the outgoing colder gas medium, and in which two internal compartments are provided, the first for a warmer gaseous medium, the second for a colder gaseous medium separated by flexible impermeable membranes designed to equalize the pressure inside pparatov. In this case, the flexible impermeable membrane deviates in one direction when the gaseous medium enters the apparatus periodically and then when the heat exchange cycle inside the apparatus is closed by means of electromagnetic valves or valves, it gradually shifts backward, equalizing the pressure between the gradually heating and expanding gas medium in the second compartment and gradually cooling gas in the first compartment. Thus, flexible impermeable membranes installed in shell-and-tube apparatuses make it possible to eliminate additional energy consumption for compression of the cooled gas and significantly increase the energy efficiency of the entire system.

При этом компактная система разделения газовых сред включает в себя трубную арматуру, электромагнитные клапаны, вентиляторы и компрессоры для подвода и отвода охлажденной газовой смеси с необходимой температурой и давлением в компактный теплообменный аппарат, далее аппарат для разделения газовых сред, в котором осуществляется теплообменный процесс, связанный с конденсацией и дальнейшим испарением или десублимацией и дальнейшей сублимацией одной из компонент газовой среды с ее выделением в отдельную емкость. Аппарат для разделения газовых сред представляет из себя пластинчатый теплообменник, где на вертикальных пластинах или стенках закреплены боковые линейные направляющие, внутри которых конденсируется или десублимируется отделяемая газовая среда. Вертикальные стенки образуют в аппарате для разделения газовых сред изолированные отделения, внутри которых за счет изменения давления последовательно сначала конденсируется или десублимируется газовая среда, затем данная среда испаряется или сублимируется. Периодическое изменение давления внутри изолированных отделений направлено на создание теплообменных потоков между соседними отделениями, связанных с чередованием циклов поглощения и выделения тепла при фазовых переходах газовой среды. Конструктивная особенность аппарата для разделения газовых сред, наличие боковых линейных направляющих внутри аппарата, которые позволяют сохранить и прижать под действием сил земной гравитации жидкость, сконденсированную из газа, или твердые хлопья, десублимированные из газа, к вертикальным стенкам аппарата, и создают условия для быстрого теплообмена и отвода теплоты сквозь вертикальные стенки, между изолированными отделениями аппарата.In this case, the compact system for separating gas media includes pipe fittings, electromagnetic valves, fans and compressors for supplying and discharging the cooled gas mixture with the required temperature and pressure to a compact heat exchanger, then a device for separating gas media in which the heat exchange process with condensation and further evaporation or desublimation and further sublimation of one of the components of the gaseous medium with its isolation in a separate container. The apparatus for separating gaseous media is a plate heat exchanger, where side linear guides are fixed on vertical plates or walls, inside of which a separated gaseous medium is condensed or desublimated. The vertical walls form isolated compartments in the apparatus for separating gaseous media, inside of which, due to a change in pressure, the gaseous medium condenses or desublimates first, then this medium evaporates or sublimates. A periodic change in pressure inside the isolated compartments is aimed at creating heat exchange flows between adjacent compartments associated with the alternation of absorption and heat generation cycles during phase transitions of the gas medium. The design feature of the apparatus for separating gaseous media, the presence of lateral linear guides inside the apparatus, which allow the condensed liquid from gas or solid flakes desublimated from gas to be stored and pressed against the vertical walls of the apparatus under the influence of gravitational forces, create conditions for rapid heat transfer and heat removal through vertical walls, between the isolated compartments of the apparatus.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На Фиг. 1 изображена блок схема теплообменного цикла охлаждения газовой среды и компактной системы разделения газовых сред с отведением одной из компонент газовой среды в отдельную емкость.In FIG. 1 shows a block diagram of a heat exchange cycle for cooling a gaseous medium and a compact system for separating gaseous media with the removal of one of the components of the gaseous medium into a separate tank.

На Фиг. 2, изображена блок-схема дополнительного теплообменного цикла охлаждения газовой среды с прохождением выделенной компоненты газовой среды в качестве теплоносителя по данному циклу.In FIG. 2, a block diagram of an additional heat exchange cycle for cooling a gaseous medium with the passage of the selected components of the gaseous medium as a coolant for this cycle is shown.

На Фиг. 3 изображен теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной в горизонтальном разрезе А-А.In FIG. 3 shows a heat exchanger shell-and-tube apparatus with a flexible membrane in a horizontal section AA.

На Фиг. 4 изображен вид боковых элементов теплообменного кожухотрубного аппарата с гибкой мембраной в вертикальном разрезе Б-Б.In FIG. 4 shows a side view of the heat exchanger shell-and-tube apparatus with a flexible membrane in a vertical section BB.

На Фиг. 5 изображен теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной в вертикальном разрезе В-В.In FIG. 5 shows a heat exchanger shell-and-tube apparatus with a flexible membrane in a vertical section BB.

На Фиг. 6 изображен теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной в вертикальном разрезе Г-Г.In FIG. 6 shows a heat exchanger shell-and-tube apparatus with a flexible membrane in a vertical section G-G.

На Фиг. 7 изображен теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной в вертикальном разрезе Д-Д.In FIG. 7 shows a heat exchanger shell-and-tube apparatus with a flexible membrane in a vertical section DD.

На Фиг. 8 в вертикальном разрезе центральной части теплообменного кожухотрубного аппарата с гибкой мембраной схематично изображен трубный пучок данного аппарата, увеличенный по отношению к Фиг. 5 в три раза.In FIG. 8, a vertical section through the central part of a shell-and-tube heat exchanger apparatus with a flexible membrane schematically shows the tube bundle of this apparatus, enlarged with respect to FIG. 5 three times.

На Фиг. 9 изображен фронтальный разрез Е-Е аппарата для разделения газовых сред.In FIG. 9 shows a frontal section of an EE apparatus for separating gaseous media.

На Фиг. 10 изображен вертикальный разрез Ж-Ж аппарата для разделения газовых сред.In FIG. 10 depicts a vertical section through a liquid crystal apparatus for separating gaseous media.

На Фиг. 11 изображен вертикальный разрез Ж-Ж аппарата для разделения газовых сред, включающий дополнительные элементы, армирующие вертикальные вставки.In FIG. 11 shows a vertical sectional view of a liquid crystal apparatus for separating gaseous media, including additional elements reinforcing the vertical inserts.

На Фиг. 12 изображен вертикальный разрез З-З аппарата для разделения газовых сред.In FIG. 12 depicts a vertical cross-section ZZ of the apparatus for separating gaseous media.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Схематично конструкция газоразделительной теплообменной установки представлена на Фиг. 1 и Фиг. 2 в виде блок-схем. Газоразделительная теплообменная установка содержит теплообменный цикл охлаждения газовой среды, состоящий из одного теплообменного кожухотрубного аппарата с гибкой мембраной или нескольких последовательно соединенных, однотипных теплообменных кожухотрубных аппаратов с гибкой мембраной. При этом количество теплообменных кожухотрубных аппаратов с гибкой мембраной в цикле охлаждения газовой среды зависит от температуры, до которой необходимо охладить газовую среду на выходе из данного цикла. Так, при глубоком охлаждении газовой среды может быть задействовано несколько десятков теплообменных кожухотрубных аппаратов с гибкой мембраной, при не столь значительном охлаждении, например при охлаждении среды, содержащей углекислый газ, может быть использовано четыре теплообменных кожухотрубных аппарата с гибкой мембраной. Представленный на Фиг. 1 цикл охлаждения газоразделительной теплообменной установки содержит четыре аппарата с гибкой мембраной, теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной первой ступени 4, или упрощенно, теплообменный аппарат 1 ступени, теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной второй ступени 8, или упрощенно, теплообменный аппарат 2 ступени, теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной третьей ступени 12, или упрощенно, теплообменный аппарат 3 ступени, теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной четвертой ступени 16, или упрощенно, теплообменный аппарат 4 ступени.Schematically, the design of the gas separation heat exchange installation is shown in FIG. 1 and FIG. 2 in the form of flowcharts. A gas separation heat exchange installation comprises a heat exchange cycle for cooling a gaseous medium, consisting of a single shell-and-tube heat exchange apparatus with a flexible membrane or several series-connected, similar heat exchanger shell-and-tube apparatus with a flexible membrane. The number of shell-and-tube heat exchangers with a flexible membrane in the cooling cycle of the gas medium depends on the temperature to which it is necessary to cool the gas medium at the outlet of this cycle. So, with deep cooling of the gaseous medium several tens of shell-and-tube heat exchangers with a flexible membrane can be involved, with not so significant cooling, for example, when cooling a medium containing carbon dioxide, four shell-and-tube heat exchangers with a flexible membrane can be used. Presented in FIG. 1 cooling cycle of a gas separation heat exchange installation contains four apparatus with a flexible membrane, a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the first stage 4, or simplified, a stage 1 heat exchanger, shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the second stage 8, or simplified, 2-stage heat exchanger, heat exchange shell-and-tube apparatus with a flexible membrane of the third stage 12, or, more simply, a heat exchanger of 3 stages, a heat-exchange shell-and-tube apparatus with a flexible membrane of the fourth stage neither 16, or simplified, a 4-stage heat exchanger.

Газоразделительная теплообменная установка на Фиг. 1 включает циклическую теплообменную систему, которая состоит из входной трубы 1, электромагнитного клапана, или задвижки 2, вентилятора высокого давления, или компрессора 3, отсека, для нагретой газовой среды, в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной первой ступени 4, выходной трубы 5, электромагнитного клапана, или задвижки 6, вентилятора 7, отсека, для нагретой газовой среды, в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной второй ступени 8, выходной трубы 9, электромагнитного клапана, или задвижки 10, вентилятора 11, отсека, для нагретой газовой среды, в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной третьей ступени 12, выходной трубы 13, электромагнитного клапана, или задвижки 14, вентилятора 15, отсека, для нагретой газовой среды, в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной четвертой ступени 16, выходной трубы 17, вентилятора высокого давления, или компрессора 18, отводной трубы 19, которая разделяется на входную трубу 20, и входную трубу 22, входных электромагнитных клапанов, или задвижек 21 и 23, аппарата для разделения газовых сред 24, выходного электромагнитного клапана, или задвижки 25, трубы для отвода газовой среды 26, выходного электромагнитного клапана, или задвижки 27, трубы для отвода газовой среды 28, соединенной с трубой 26 и вентилятором высокого давления, или компрессором 29, трубы для отвода газовой среды 30, вентилятора 31, электромагнитного клапана, или задвижки 33, и той части циклической системы, где охлажденная газовая среда движется в обратном направлении, и которая состоит из входной трубы 33, отсека для более холодной газовой среды, в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной четвертой ступени 16, вентилятора 34, электромагнитного клапана, или задвижки 35, входной трубы 36, отсека для более холодной газовой среды, в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной третьей ступени 12, вентилятора 37, электромагнитного клапана, или задвижки 38, входной трубы 39, отсека для более холодной газовой среды, в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной второй ступени 8, вентилятора 40, электромагнитного клапана, или задвижки 41, входной трубы 42, отсека для более холодной газовой среды, в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной первой ступени 4, вентилятора, или компрессора 43, электромагнитного клапана, или задвижки 44, отводной трубы 45. Газоразделительная теплообменная установка на Фиг. 1 также может включать систему внешнего охлаждения газовой среды, которая содержит электромагнитный клапан, или задвижку 46, вентилятор высокого давления 47, трубу для отходящей газовой среды 48, вспомогательную систему охлаждения 49, систему для сжижения и воздушного охлаждения хладагента 50, трубу для подачи жидкого хладагента 51, трубу для подачи газообразного хладагента 52, регулирующий электромагнитный клапан, или задвижку 53, трубу 54.The gas separation heat exchange apparatus of FIG. 1 includes a cyclic heat exchange system, which consists of an inlet pipe 1, an electromagnetic valve, or a valve 2, a high pressure fan, or compressor 3, a compartment for a heated gas medium, in a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the first stage 4, an outlet pipe 5, solenoid valve, or valve 6, fan 7, compartment, for a heated gas medium, in a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the second stage 8, outlet pipe 9, an electromagnetic valve, or valve 10, fan 11, compartment, for a heated gas medium, in a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the third stage 12, an outlet pipe 13, an electromagnetic valve, or a valve 14, fan 15, compartment, for a heated gas medium, in a heat-exchange shell-and-tube apparatus with a fourth-stage flexible membrane, 16 an outlet pipe 17, a high pressure fan, or compressor 18, an outlet pipe 19, which is divided into an inlet pipe 20, and an inlet pipe 22, inlet solenoid valves, or gate valves 21 and 23, apparatus for separating gaseous media 24, out the bottom of the electromagnetic valve, or valve 25, pipes for venting the gas medium 26, the output solenoid valve, or valve 27, pipes for venting the gas medium 28 connected to the pipe 26 and the high pressure fan, or compressor 29, pipes for venting the gas medium 30, a fan 31, an electromagnetic valve, or a gate valve 33, and that part of the cyclic system where the cooled gas medium moves in the opposite direction, and which consists of an inlet pipe 33, a compartment for a cooler gas medium, in a shell-and-tube heat exchanger paired with a flexible membrane of the fourth stage 16, a fan 34, an electromagnetic valve, or a valve 35, an inlet pipe 36, a compartment for a cooler gas medium, in a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the third stage 12, a fan 37, an electromagnetic valve, or a valve 38, inlet pipe 39, compartment for a colder gas environment, in a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the second stage 8, fan 40, an electromagnetic valve, or gate valve 41, inlet pipe 42, compartment for a colder gas environment , in a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the first stage 4, a fan, or a compressor 43, an electromagnetic valve, or a gate valve 44, a branch pipe 45. The gas separation heat exchange installation in FIG. 1 may also include an external gas cooling system that includes an electromagnetic valve or valve 46, a high-pressure fan 47, an exhaust gas pipe 48, an auxiliary cooling system 49, a system for liquefying and air-cooling the refrigerant 50, and a pipe for supplying liquid refrigerant 51, a pipe for supplying gaseous refrigerant 52, a control solenoid valve, or a valve 53, a pipe 54.

Газоразделительная теплообменная установка согласно Фиг. 1 также содержит компактную систему разделения газовых сред, состоящую из аппарата для разделения газовых сред 24, соединенного с системой отвода одной из компонент газовой среды и блоком подготовки хладагента.The gas separation heat exchange apparatus of FIG. 1 also contains a compact system for separating gaseous media, consisting of an apparatus for separating gaseous media 24 connected to a system for removing one of the components of the gaseous medium and a refrigerant preparation unit.

Блок подготовки хладагента, который может быть соединен с аппаратом для разделения газовых сред 24, содержит последовательно соединенные вакуумный насос или иной механизм понижения давления 55, компрессор 56, трубу для отвода хладагента 57, теплообменник 58, трубу для подвода хладагента 59, емкость для хранения жидкого хладагента 60, насос, подающий жидкий хладагент 61.The refrigerant preparation unit, which can be connected to a gas separation apparatus 24, contains a vacuum pump or other pressure reducing mechanism 55 connected in series, a compressor 56, a pipe for removing refrigerant 57, a heat exchanger 58, a pipe for supplying refrigerant 59, and a liquid storage tank refrigerant 60, a pump supplying liquid refrigerant 61.

Газоразделительная теплообменная установка также содержит систему отвода одной из компонент газовой среды, представленную согласно Фиг. 1 и Фиг. 2 в двух следующих вариантах. В первом варианте, изображенном на Фиг. 1, система отвода одной из компонент газовой среды включает электромагнитный клапан, или задвижку 62, трубу 63, соединенную со второй отводящей трубой 65, и последовательно соединенные электромагнитный клапан, или задвижку 64, вторую отводящую трубу 65, вакуумный насос 66, компрессор 67, трубу высокого давления 68, емкость высокого давления для хранения газа 69. Пояснение: отводящую трубу 65 пересекает стрелка, которая показывает, что отводящая труба 65 не соединена с изображенной вдоль данной стрелки трубой 28.The gas separation heat exchange installation also includes a system for removing one of the components of the gaseous medium, shown in accordance with FIG. 1 and FIG. 2 in the following two options. In the first embodiment shown in FIG. 1, the exhaust system of one of the components of the gas medium includes an electromagnetic valve, or a valve 62, a pipe 63 connected to the second exhaust pipe 65, and a serially connected electromagnetic valve or valve 64, a second exhaust pipe 65, a vacuum pump 66, a compressor 67, a pipe high pressure 68, high pressure storage tank for gas 69. Explanation: the outlet pipe 65 is crossed by an arrow, which indicates that the outlet pipe 65 is not connected to the pipe 28 shown along this arrow.

Во втором варианте, изображенном на Фиг. 1 и Фиг. 2, система отвода одной из компонент газовой среды включает электромагнитный клапан, или задвижку 62, трубу 63, соединенную со второй отводящей трубой 65, и последовательно соединенные электромагнитный клапан, или задвижку 64, вторую отводящую трубу 65, вакуумный насос 66, который далее соединяется с дополнительным теплообменным циклом охлаждения газовой среды, изображенным на Фиг. 2. В данном случае к выходу вакуумного насоса пристыкована труба 70. Дополнительный теплообменный цикл охлаждения газовой среды состоит из одного теплообменного кожухотрубного аппарата с гибкой мембраной, или нескольких последовательно соединенных, однотипных теплообменных кожухотрубных аппаратов с гибкой мембраной, и предназначен для охлаждения поступающей в цикл газовой среды за счет теплообмена с одной из ранее охлажденных компонент данной газовой среды. Дополнительный теплообменный цикл охлаждения газовой среды, на Фиг. 1, включает четыре теплообменных аппарата и состоит из, отводящих охлажденную компоненту газовой среды, трубы 70, электромагнитного клапана, или задвижки 71, вентилятора высокого давления, или компрессора 72, отсека для холодной компоненты газовой среды в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной четвертой ступени 73, выходной трубы 74, электромагнитного клапана, или задвижки 75, вентилятора 76, отсека для холодной компоненты газовой среды, в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной третьей ступени 77, выходной трубы 78, электромагнитного клапана, или задвижки 79, вентилятора 80, отсека для холодной компоненты газовой среды в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной второй ступени 81, выходной трубы 82, электромагнитного клапана, или задвижки 83, вентилятора 84, отсека для холодной компоненты газовой среды в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной первой ступени 85, выходной трубы 86, вентилятора высокого давления, или компрессора 87, трубы для отвода компоненты газовой среды 88, а также из подводящих нагретую газовую среду входной трубы для подвода газовой среды 89, вентилятора высокого давления, или компрессора 90, входного электромагнитного клапана, или задвижки 91, трубы 92, отсека для нагретой газовой среды, в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной первой ступени 85, вентилятора 93, электромагнитного клапана, или задвижки 94, трубы 95, отсека для нагретой газовой среды в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной второй ступени 81, вентилятора 96, электромагнитного клапана, или задвижки 97, трубы 98, отсека для нагретой газовой среды в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной третьей ступени 77, вентилятора 99, электромагнитного клапана, или задвижки 100, трубы 101, отсека для нагретой газовой среды в теплообменном кожухотрубном аппарате с гибкой мембраной четвертой ступени 73, вентилятора высокого давления, или компрессора 102, выходного электромагнитного клапана, или задвижки 103, трубы для подвода газовой среды 104. В данном случае труба для подвода газовой среды 104 может быть напрямую соединена с отводной трубой 19 на Фиг. 1.In the second embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 2, the exhaust system of one of the components of the gaseous medium includes an electromagnetic valve, or a valve 62, a pipe 63 connected to the second exhaust pipe 65, and a series-connected electromagnetic valve or valve 64, a second exhaust pipe 65, a vacuum pump 66, which then connects to the additional heat exchange cooling cycle of the gaseous medium depicted in FIG. 2. In this case, the pipe 70 is docked to the outlet of the vacuum pump. The additional heat exchange cycle for cooling the gas medium consists of one shell-and-tube heat exchange apparatus with a flexible membrane, or several series-connected, similar heat-exchange shell-and-tube apparatus with a flexible membrane, and is designed to cool the gas flowing into the cycle environment due to heat exchange with one of the previously cooled components of this gaseous medium. An additional heat exchange cycle for cooling the gaseous medium, in FIG. 1 includes four heat exchangers and consists of a chilled component of the gas medium, a pipe 70, an electromagnetic valve, or a gate valve 71, a high pressure fan, or compressor 72, a compartment for the cold component of the gas medium in a heat exchanger shell-and-tube apparatus with a fourth-stage flexible membrane 73 , an outlet pipe 74, an electromagnetic valve, or a valve 75, a fan 76, a compartment for a cold component of a gas medium, in a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the third stage 77, an outlet pipe 78, an electromagnetic valve, or a valve 79, a fan 80, a compartment for a cold component of a gas medium in a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the second stage 81, an outlet pipe 82, an electromagnetic valve, or a valve 83, a fan 84, a compartment for a cold component of a gas medium in a heat-exchange shell-and-tube apparatus with a flexible membrane of the first stage 85, an outlet pipe 86, a high-pressure fan, or a compressor 87, a pipe for exhausting the components of the gaseous medium 88, and also from the inlet of the heated gas medium th pipe for supplying a gas medium 89, a high pressure fan, or a compressor 90, an inlet solenoid valve, or a gate valve 91, a pipe 92, a compartment for a heated gas medium, in a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the first stage 85, fan 93, an electromagnetic valve, or valves 94, pipes 95, a compartment for a heated gas medium in a heat exchanger shell-and-tube apparatus with a second-stage flexible membrane 81, a fan 96, an electromagnetic valve, or valves 97, pipes 98, a compartment for a heated gas medium in a heat exchangeable shell-and-tube apparatus with a flexible membrane of the third stage 77, fan 99, solenoid valve, or valve 100, pipe 101, a compartment for a heated gas medium in a heat-exchange shell-and-tube apparatus with a flexible membrane of the fourth stage 73, high-pressure fan, or compressor 102, output solenoid valve , or valves 103, pipes for supplying a gaseous medium 104. In this case, a pipe for supplying a gaseous medium 104 can be directly connected to a branch pipe 19 in FIG. one.

Необходимо отметить, что обозначенные в блок-схемах на Фиг. 1 и Фиг. 2 теплообменные аппараты 1, 2, 3 и 4 ступени могут иметь однотипную конструкцию в соответствии с Фиг. 3, Фиг. 4, Фиг. 5, Фиг. 6, Фиг. 7 и Фиг. 8. Так, например, нижняя часть однотипного теплообменного кожухотрубного аппарата с гибкой мембраной изображена в продольном горизонтальном разрезе А-А на Фиг. 3. Теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной содержит внешний теплозащитный кожух, не отмеченный на Фиг. 3, Фиг. 4, Фиг. 5, Фиг. 6, Фиг. 7, прямоугольный корпус 105, вмонтированное в корпус боковое отделение 106, боковую вертикальную панель 107, боковые вертикальные панели 108, на каждой из которых закреплены вертикальные крепежные элементы 109, соединенные с корпусом 105, вертикальные крепежные элементы 110, соединенные с корпусом 105, горизонтальные крепежные элементы 111, соединенные с корпусом 105, трубную решетку для закрепления труб 113, обеспечивающие подвод и отвод газовой среды входные трубы 116, выходные трубы 117, входные трубы 118, загнутые по направлению к боковым вертикальным панелям 108, и закрепленные на них, изогнутые пластиковые или металлические трубы 119, пучок прямых труб круглого сечения 120, установленный внутри аппарата и закрепленный на вертикальной панели 107 и трубной решетке 113, где каждая прямая труба круглого сечения 120 соединена сваркой или резьбовым соединением с изогнутой пластиковой или металлической трубой 119, выходные трубы 121 для отвода газовой среды из аппарата. Одинаковые по размеру верхние и нижние горизонтальные крепежные элементы 111 также можно увидеть на Фиг. 4, в вертикальном разрезе Б-Б. Взаимное расположение пучка прямых труб круглого сечения 120, закрепленных на трубной решетке 113, и часть труб 119 можно увидеть на Фиг. 5 в вертикальном разрезе В-В. Взаимное расположение закрепленных на корпусе 105 входных труб 116, бокового отделения 106 и закрепленных на боковом отделении 106 выходных труб 121 можно увидеть на Фиг. 6, в вертикальном разрезе Г-Г. Взаимное расположение закрепленных на корпусе 105 выходных труб 117 и входных труб 118 можно увидеть на Фиг. 7, в вертикальном разрезе Д-Д.It should be noted that indicated in the block diagrams of FIG. 1 and FIG. 2 heat exchangers 1, 2, 3 and 4 stages can have the same design in accordance with FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7 and FIG. 8. So, for example, the lower part of the same type heat exchanger shell-and-tube apparatus with a flexible membrane is shown in a longitudinal horizontal section AA in FIG. 3. The heat-exchange shell-and-tube apparatus with a flexible membrane contains an external heat-shielding casing, not marked in FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, a rectangular case 105, a side compartment 106 mounted in the case, a vertical side panel 107, vertical side panels 108, each of which has vertical fasteners 109 connected to the body 105, vertical fasteners 110 connected to the body 105, horizontal fasteners elements 111 connected to the housing 105, a tube sheet for securing the pipes 113, providing inlet and outlet of the gas medium inlet pipes 116, outlet pipes 117, inlet pipes 118, bent towards the vertical side panel lam 108, and curved plastic or metal pipes 119 fixed thereon, a bundle of straight round pipes 120 installed inside the apparatus and mounted on a vertical panel 107 and tube sheet 113, where each straight round pipe 120 is connected by welding or a threaded connection to a bent plastic or metal pipe 119, output pipes 121 for venting the gaseous medium from the apparatus. The same size upper and lower horizontal fasteners 111 can also be seen in FIG. 4, in a vertical section BB. The relative position of the bundle of straight circular tubes 120 secured to the tube sheet 113 and a portion of the tubes 119 can be seen in FIG. 5 in a vertical section BB. The relative position of the inlet pipes 116 fixed to the housing 105, the side compartment 106 and the outlet pipes 121 fixed to the side compartment 106 can be seen in FIG. 6, in a vertical section GG. The relative position of the outlet pipes 117 and the inlet pipes 118 fixed on the housing 105 can be seen in FIG. 7, in vertical section DD.

При этом теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной отличается тем, что содержит гибкую непроницаемую мембрану 112, закрепленную на вертикальных крепежных элементах 109, вертикальных крепежных элементах 110 и горизонтальных крепежных элементах 111, с образованием двух непроницаемых для газовой среды отсеков, первого отсека 114 и второго отсека 115, где гибкая непроницаемая мембрана может отклоняться в направлении к корпусу 105, при периодическом поступлении в аппарат газовой среды и при прохождении цикла теплообмена и изменении давления в отсеках аппарата, далее может постепенно смещаться назад, выравнивая давление между постепенно нагревающейся и расширяющейся газовой средой во втором отсеке и постепенно охлаждающейся газовой средой в первом отсеке.Moreover, the shell-and-tube heat exchanger apparatus with a flexible membrane is characterized in that it comprises a flexible impermeable membrane 112 fixed to the vertical fasteners 109, the vertical fasteners 110 and the horizontal fasteners 111, with the formation of two gas-tight compartments, the first compartment 114 and the second compartment 115, where the flexible impermeable membrane can deviate towards the housing 105, with the periodic entry of the gas medium into the apparatus and during the passage of the heat exchange cycle and change in pressure eniya in compartments apparatus may further gradually displaced back equalizing the pressure between the heater and gradually expanding a gaseous medium in the second compartment and gradually cooling the gaseous medium in the first compartment.

Конструкция содержащегося в блок-схеме на Фиг. 1 аппарата для разделения газовых сред представлена на Фиг. 9, Фиг. 10, Фиг. 11 и Фиг. 12.The structure contained in the block diagram of FIG. 1 apparatus for separating gaseous media is shown in FIG. 9, FIG. 10, FIG. 11 and FIG. 12.

Аппарат для разделения газовых сред состоит из корпуса 122, установленной поверх корпуса теплоизоляции 123, изогнутых или плоских, параллельных горизонтальной линии, боковых линейных направляющих 124, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, вертикальных плоских стенок 125, которые разделяют аппарат на изолированные отделения, армирующих вертикальных вставок 126, труб для подачи в отдельные изолированные отделения газовой среды 127, трубочек для подачи в специальные изолированные отделения хладагента 128, труб для отвода из отдельных изолированных отделений компонентов газовой среды 129, трубочек для отвода из специальных изолированных отделений хладагента 130. В аппарате для разделения газовых сред общее количество армирующих вертикальных вставок 126, предназначенных, в том числе, для конструктивного укрепления вертикальных плоских стенок 125, может быть больше двух, как это представлено на Фиг. 11, и зависит от нагрузок при изменении давлений внутри данного аппарата.The apparatus for separating gaseous media consists of a housing 122 mounted on top of a thermal insulation housing 123, curved or flat, parallel to the horizontal line, side linear guides 124 located at the same distance from each other, vertical flat walls 125 that divide the apparatus into insulated compartments, reinforcing vertical inserts 126, pipes for supplying to separate insulated compartments of the gaseous medium 127, pipes for supplying to special isolated compartments of the refrigerant 128, pipes for removing from the separate of the isolated compartments of the components of the gaseous medium 129, tubes for removal from the special insulated compartments of the refrigerant 130. In the apparatus for separating gaseous media, the total number of reinforcing vertical inserts 126 intended, including for constructive strengthening of the vertical flat walls 125, may be more than two, as shown in FIG. 11, and depends on the loads when the pressure inside the unit changes.

При этом аппарат для разделения газовых сред отличается тем, что соседние вертикальные плоские стенки 125 образуют изолированные отделения, внутри которых закреплены изогнутые или плоские, параллельные горизонтальной линии, боковые линейные направляющие 124 и боковые армирующие вертикальные вставки 126, которые создают внутреннее пространство для подачи в отделения аппарата газовой среды и малые емкости для сбора, под действием сил гравитации, сконденсированной, или десублимированной газовой среды. Наличие изогнутых или плоских, параллельных горизонтальной линии, боковых линейных направляющих 124 и армирующих вертикальных вставок 126 внутри аппарата позволяет прижать под действием силы тяжести жидкость, сконденсированную из газовой среды, или твердые хлопья, десублимированные из газовой среды, к вертикальным стенкам аппарата 125, что обеспечивает быстрый и энергоэффективный теплообмен между изолированными отделениями аппарата через вертикальные стенки аппарата 125. Аппарат для разделения газовых сред также отличает то, что в нем могут быть созданы специальные изолированные отделения, ограниченные вертикальными плоскими стенками 125, в которые, в целях дополнительного охлаждения, может подаваться жидкий хладагент. Специальные изолированные отделения помимо вертикальных плоских стенок 125 включают сформированные из изогнутых или плоских, параллельных горизонтальной линии, боковых линейных направляющих 124, вертикальных стенок аппарата 125 и армирующих вертикальных вставок 126 малые емкости для сбора жидкого хладагента под действием сил гравитации. Малые емкости также обеспечивают возможность перемещения и прижатия хладагента под действием силы тяжести к вертикальным стенкам аппарата 125 для быстрого и энергоэффективного теплообмена и охлаждения изолированных отделений аппарата.At the same time, the apparatus for separating gaseous media is characterized in that adjacent vertical flat walls 125 form isolated compartments, inside of which curved or flat, parallel to the horizontal line, side linear guides 124 and side reinforcing vertical inserts 126 are fixed, which create an internal space for feeding into the compartments apparatus of the gaseous medium and small containers for collection, under the action of gravitational forces, condensed, or desublimated gaseous medium. The presence of curved or flat, parallel to the horizontal line, lateral linear guides 124 and reinforcing vertical inserts 126 inside the apparatus allows you to squeeze under the influence of gravity the liquid condensed from the gaseous medium, or solid flakes, desublimated from the gaseous medium, to the vertical walls of the apparatus 125, which provides fast and energy-efficient heat transfer between the insulated compartments of the apparatus through the vertical walls of the apparatus 125. The apparatus for separating gas media is also distinguished by what could Special insulated compartments bounded by vertical flat walls 125 can be created, into which, for the purpose of additional cooling, liquid refrigerant can be supplied. Special insulated compartments, in addition to vertical flat walls 125, include small containers for collecting liquid refrigerant under the influence of gravity formed from curved or flat, parallel to the horizontal line, side linear guides 124, vertical walls of the apparatus 125 and reinforcing vertical inserts 126. Small tanks also provide the ability to move and press the refrigerant under the action of gravity to the vertical walls of the apparatus 125 for quick and energy-efficient heat transfer and cooling of the isolated compartments of the apparatus.

Газоразделительная теплообменная установка работает следующим образом, газовая среда проходит теплообменный цикл охлаждения, в котором с помощью вентилятора высокого давления, или компрессора 3, в течение определенного заранее заданного периода времени подается по входной трубе 1, через открытый электромагнитный клапан, или задвижку 2, в один, или несколько теплообменных кожухотрубных аппаратов с гибкой мембраной. В случае использования одного кожухотрубного аппарата с гибкой мембраной входящая более нагретая газовая среда распределяется по входным трубам 116 и поступает в первый отсек 114, где далее со скоростью, встречаясь с гибкой непроницаемой мембраной 112, смещает ее в направлении к стенке 105. При этом ранее охлажденная в первом отсеке 114 газовая среда отводится по выходным трубам 117 из аппарата в компактную систему разделения газовых сред. В то же время отбросная, не используемая как ценный продукт, часть газовой среды выводится из системы разделения газовых сред, соединяется с газовой средой, охлажденной в системе внешнего охлаждения газовой среды, и по входным трубам 118 поступает во второй отсек 115 теплообменного аппарата, состоящий из элементов прямоугольного корпуса 105, отделенных гибкой непроницаемой мембраной 112, изогнутых труб 119, прямых труб круглого сечения 120, бокового отделения 106. При этом ранее нагретая во втором отсеке 115 газовая среда отводится по выходным трубам 121 с помощью вентиляторов. Периодическая подача газовой среды в первый отсек 114,теплообменного аппарата приводит к повышению температуры в первом отсеке, в то же время периодическая подача отбросной части газовой среды во второй отсек 115 теплообменного аппарата приводит к понижению температуры во втором отсеке. Затем, когда временной период подачи газовой среды завершается, с помощью электромагнитных клапанов, или задвижек перекрываются входные трубы 116 и 118 и выходные трубы 117 и 121, и отсеки 114 и 115 полностью изолируются, и в течение заданного небольшого промежутка времени, определяемого площадью теплообменной поверхности пучка труб круглого сечения 120 происходит передача тепла через стенки труб 120 от нагретой газовой среды в первом отсеке 114 более холодной газовой среде во втором отсеке 115. В течение заданного времени происходит постепенное сближение температур в первом и втором отсеках, при этом повышение давления во втором изолированном отсеке и понижение давления в первом изолированном отсеке компенсируется с помощью гибкой непроницаемой мембраны 112, центральная часть которой постепенно смещается в направлении от стенки 105 к круглым трубам 120 теплообменного аппарата. В этой связи, в случае, если изохорные теплоемкости газов в первом и втором отсеках 114 и 115 теплообменного кожухотрубного аппарата с гибкой мембраной равны или мало отличаются друг от друга, для эффективного теплообмена объем газа во втором отсеке внутри труб 120 должен примерно совпадать с объемом газа вокруг данных труб в первом отсеке. Так, на Фиг. 8, представлен вертикальный разрез центральной части теплообменного кожухотрубного аппарата с гибкой мембраной, где трубы внутри теплообменного аппарата расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и соседствуют со штриховыми линиями, проложенными через центральные оси данных труб. Для того чтобы на Фиг. 8 объем внутри труб примерно совпадал с объемом межтрубного пространства, можно выделить площадь любого единичного квадрата, состоящего из штриховых линий внутри четырех соседних труб, и разделить ее на две равные части. Первая часть, площадь между трубами, и вторая часть это площадь, где из четырех прилегающих труб штриховыми линиями отделена четвертая часть, внутри данных труб. Площадь второй части соответствует площади внутри одной трубы. Если в изображении на Фиг. 8 определить внутренний диаметр труб в трубном пучке как r, а внешний диаметр как R, расстояние между центральными осями соседних труб или сторону единичного квадрата как А, число Пи как π, то для единичного квадрата, площадь межтрубного пространства S₁ будет равна S₁=A²-πR², а внутренняя площадь трубы S₂ будет равна S₂=πr². Если считать, что площади межтрубного S₁ и внутритрубного пространства S₂ равны и S₁=S₂, то рекомендованное расстояние между центральными осями соседних труб при их компоновке можно определить как А=(π(r²+R²))^0,5. При этом длина и диаметр труб могут быть выбраны исходя из учета требований, уменьшения диаметра труб для увеличения их количества в трубном пучке и соответственно увеличения общей поверхности труб и скорости теплообмена между первым и вторым отсеками в теплообменном аппарате, а также требования лимитирования минимального диаметра труб для уменьшения тепловых потерь, связанных с трением газовых сред, при их движении внутри труб и в межтрубном пространстве.The gas separation heat exchange installation operates as follows, the gas medium goes through a heat exchange cooling cycle, in which, using a high-pressure fan or compressor 3, it is supplied through the inlet pipe 1, through an open solenoid valve, or gate valve 2, in one , or several shell-and-tube heat exchangers with a flexible membrane. In the case of using one shell-and-tube apparatus with a flexible membrane, the incoming warmer gas medium is distributed through the inlet pipes 116 and enters the first compartment 114, where then, at a speed, meeting with the flexible impermeable membrane 112, it shifts it towards the wall 105. In this case, the previously cooled in the first compartment 114, the gaseous medium is discharged through the outlet pipes 117 from the apparatus into a compact gas separation system. At the same time, the waste, not used as a valuable product, part of the gas medium is removed from the gas medium separation system, connected to the gas medium cooled in the external gas cooling system, and through the inlet pipes 118 enters the second compartment 115 of the heat exchanger, consisting of elements of the rectangular housing 105, separated by a flexible impermeable membrane 112, bent pipes 119, straight pipes of circular cross section 120, side compartment 106. The gas medium previously heated in the second compartment 115 is discharged through the outlet pipes 121 using fans. Periodic supply of the gaseous medium to the first compartment 114 of the heat exchanger leads to an increase in temperature in the first compartment, while periodic supply of the waste part of the gaseous medium to the second compartment 115 of the heat exchanger leads to a decrease in temperature in the second compartment. Then, when the time period for supplying the gaseous medium is completed, the inlet pipes 116 and 118 and the outlet pipes 117 and 121 are closed by means of electromagnetic valves or gate valves, and the compartments 114 and 115 are completely isolated, and for a given short period of time, determined by the area of the heat exchange surface round pipe bundle 120, heat is transferred through the pipe walls 120 from the heated gas medium in the first compartment 114 to the colder gas medium in the second compartment 115. A gradual approximation takes place over a given time temperatures of the first and second compartments, thus raising the pressure in the second compartment isolated and lowering the pressure in the first compartment isolated compensated by a flexible impermeable membrane 112, central portion which gradually moves away from the wall 105 to round pipes 120 of heat exchanger. In this regard, if the isochoric heat capacities of the gases in the first and second compartments 114 and 115 of the shell-and-tube heat exchanger apparatus with a flexible membrane are equal or slightly different from each other, for efficient heat transfer, the gas volume in the second compartment inside the pipes 120 should approximately coincide with the gas volume around these pipes in the first compartment. So in FIG. Figure 8 shows a vertical section through the central part of a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane, where the pipes inside the heat exchanger are located at the same distance from each other and are adjacent to dashed lines laid through the central axes of these pipes. In order to FIG. 8, the volume inside the pipes approximately coincided with the volume of the annular space, you can select the area of any unit square consisting of dashed lines inside four adjacent pipes, and divide it into two equal parts. The first part, the area between the pipes, and the second part is the area where the fourth part is separated by dashed lines from the four adjacent pipes, inside these pipes. The area of the second part corresponds to the area inside one pipe. If in the image in FIG. 8 to determine the inner diameter of the pipes in the tube bundle as r, and the outer diameter as R, the distance between the central axes of the adjacent pipes or the side of the unit square as A, the number Pi as π, then for a unit square, the annular area S ₁ will be S ₁ = A ² -πR ² , and the internal area of the pipe S ₂ will be equal to S ₂ = πr ² . If we assume that the areas of the annulus S ₁ and the annulus S ₂ are equal and S ₁ = S ₂ , then the recommended distance between the central axes of the adjacent pipes during their arrangement can be defined as A = (π (r ² + R ² )) ^0.5 . The length and diameter of the pipes can be selected based on requirements, reducing the diameter of the pipes to increase their number in the tube bundle and, accordingly, increasing the total surface of the pipes and the heat transfer rate between the first and second compartments in the heat exchanger, as well as the requirements for limiting the minimum diameter of pipes for reduce heat loss associated with the friction of gaseous media during their movement inside the pipes and in the annulus.

В случае использования в теплообменном цикле охлаждения нескольких теплообменных кожухотрубных аппаратов с гибкой мембраной данные аппараты последовательно соединяются между собой. При этом увеличение числа аппаратов в теплообменном цикле позволяет увеличить температуру охлаждения поступающей газовой среды в данном цикле. Для охлаждения поступающей газовой среды теплообменные кожухотрубные аппараты с гибкой мембраной могут быть соединены таким образом, чтобы газовая среда последовательно охлаждалась в каждом из данных аппаратов. Все последовательно соединенные теплообменные кожухотрубные аппараты с гибкой мембраной могут иметь одинаковую конструкцию, с осуществлением во внутренних отделах аппаратов теплообменных циклов нагрева отбросной части газовой среды и охлаждения поступающей на дальнейшее разделение газовой среды таким же образом, как это было ранее представлено в теплообменном цикле охлаждения с одним теплообменным кожухотрубным аппаратом с гибкой мембраной. Если используются четыре теплообменных кожухотрубных аппарата с гибкой мембраной, как это изображено на блок-схеме на Фиг. 1 в виде последовательного соединения, четырех теплообменных аппаратов 1, 2, 3 и 4 ступени, то процесс охлаждения газовой среды может протекать следующим образом. Газовая среда последовательно перемещается по отсекам для нагретой среды, расположенным в теплообменных аппаратах 1, 2, 3 и 4 ступени, где данная среда охлаждается. Если обозначить градусы Кельвина как К, то, например, при поступлении в теплообменный аппарат 1 ступени газовой среды с начальной температурой в 273 К может происходить охлаждение данной среды до температуры в 263 К, газовая среда, поступающая в теплообменный аппарат 2 ступени с температурой в 263 К, охлаждается в нем до 253 К, при поступлении в теплообменный аппарат 3 ступени с температурой в 253 К газовая среда охлаждается в нем до 243 К, и далее при поступлении в теплообменный аппарат 4 ступени с температурой в 243 К газовая среда охлаждается до 233 К. С другой стороны отбросная, не используемая как ценный продукт часть газовой среды может поступать из системы разделения газовых сред во второй отсек теплообменных кожухотрубных аппаратов с гибкой мембраной, последовательно в теплообменный аппарат 4 ступени при температуре 221 К, в котором нагревается до температуры 231 К, затем в теплообменный аппарат 3 ступени при температуре 231 К, в котором нагревается до температуры 241 К, в теплообменный аппарат 2 ступени при температуре 241 К, в котором нагревается до температуры 251 К, и далее в теплообменный аппарат 1 ступени при температуре 251 К, в котором нагревается до температуры 261 К. В данном примере изохорные теплоемкости охлаждаемой газовой среды и нагреваемой отбросной части газовой среды примерно одинаковы, разница температур между нагреваемой и охлаждаемой средой в начальный момент времени во всех аппаратах составляет 22 К. При этом данная разница температур между нагреваемой и охлаждаемой средой в начальный момент времени в теплообменных аппаратах 1, 2, 3, 4 ступени показывает в градусах, ту максимальную величину, на которую может быть дополнительно охлаждена газовая среда при значительном увеличении числа теплообменных аппаратов в теплообменном цикле охлаждения газовой среды. То есть чем больше количество теплообменных кожухотрубных аппаратов с гибкой мембраной задействованы в теплообменном цикле охлаждения, тем качественнее может быть охлаждена поступающая в данный цикл газовая среда, и тем больше энергетическая эффективность данной системы, но тем больше размеры и материалоемкость данной системы.If several heat-exchanging shell-and-tube apparatuses with a flexible membrane are used in the heat exchange cycle, these apparatuses are connected in series with each other. At the same time, an increase in the number of devices in the heat exchange cycle allows increasing the cooling temperature of the incoming gas medium in this cycle. To cool the incoming gaseous medium, heat-exchanging shell-and-tube apparatuses with a flexible membrane can be connected so that the gaseous medium is sequentially cooled in each of these apparatuses. All series-connected shell-and-tube heat exchangers with a flexible membrane can have the same design, with heat exchanging cycles for heating the off-gas part of the gas medium and cooling supplied to the further separation of the gas medium in the internal departments of the apparatus in the same way as was previously shown in the heat exchange cooling cycle with one heat exchanger shell-and-tube apparatus with a flexible membrane. If four heat-exchanger shell-and-tube apparatus with a flexible membrane are used, as shown in the block diagram of FIG. 1 in the form of a series connection, four heat exchangers of the 1st, 2nd, 3rd and 4th stages, the process of cooling the gaseous medium can proceed as follows. The gas medium sequentially moves through the compartments for the heated medium located in the heat exchangers 1, 2, 3 and 4 of the stage, where this medium is cooled. If Kelvin degrees are designated as K, then, for example, when a stage of a gas medium enters a heat exchanger 1 with an initial temperature of 273 K, this medium may cool to a temperature of 263 K, a gas medium entering a heat exchanger of 2 stages with a temperature of 263 K, it is cooled to 253 K, when it enters the 3-stage heat exchanger with a temperature of 253 K, the gas medium is cooled to 243 K, and then when it enters the 4-stage heat exchanger with a temperature of 243 K, the gas medium is cooled to 233 K . S d On the other hand, the waste gas portion that is not used as a valuable product can come from the gas separation system to the second compartment of the shell-and-tube tube heat exchanger with a flexible membrane, sequentially to the 4-stage heat exchanger at a temperature of 221 K, in which it is heated to a temperature of 231 K, then a 3-stage heat exchanger at a temperature of 231 K, in which it is heated to a temperature of 241 K, a 2-stage heat exchanger at a temperature of 241 K, in which it is heated to a temperature of 251 K, and then to a heat exchange a the apparatus of the 1st stage at a temperature of 251 K, in which it is heated to a temperature of 261 K. In this example, the isochoric heat capacities of the cooled gas medium and the heated waste part of the gas medium are approximately the same, the temperature difference between the heated and the cooled medium at the initial time in all devices is 22 K At the same time, this temperature difference between the heated and cooled medium at the initial moment of time in the heat exchangers of steps 1, 2, 3, 4 shows in degrees the maximum value by which the gas medium is additionally cooled with a significant increase in the number of heat exchangers in the heat exchange cycle of cooling the gas medium. That is, the more the number of heat-exchanging shell-and-tube apparatuses with a flexible membrane are involved in the heat-exchange cooling cycle, the better the gas medium entering this cycle can be cooled, and the greater the energy efficiency of this system, but the larger the size and material consumption of this system.

Обобщенно теплообменный цикл охлаждения газовой среды на Фиг. 1 выглядит следующим образом, газовая среда с помощью вентилятора высокого давления, или компрессора 3, периодически поступает в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной первой ступени 4, и затем через выходную трубу 5 с помощью вентилятора 7 в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной второй ступени 8, затем через выходную трубу 9 с помощью вентилятора 11 в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной третей ступени 12 и далее через выходную трубу 13 с помощью вентилятора 15 в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной четвертой ступени 16, откуда по выходной трубе 17 вентилятором высокого давления или компрессором 18 охлажденная газовая среда поступает в компактную систему разделения газовых сред. С другой стороны по входной трубе 33 вентилятором 31 в теплообменный цикл охлаждения из системы разделения газовых сред и из системы повторного охлаждения газовой среды подается не используемая как ценный продукт часть газовой среды. Далее происходит последовательный нагрев данной газовой среды, в процессе которого газовая среда поступает в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной четвертой ступени 16, откуда подается с помощью вентилятора 34 по входной трубе 36 в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной третьей ступени 12, затем с помощью вентилятора 37 по входной трубе 39 в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной второй ступени 8, затем с помощью вентилятора 40 по входной трубе 42 в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной первой ступени 4, после которого нагретая, не используемая как ценный продукт часть газовой среды вентилятором, или компрессором 43, выводится из цикла по отводной трубе 45. Часть газовой среды, поступающей в отводную трубу 45, может быть перенаправлена при включении вентилятора высокого давления 47 в трубу для отходящей газовой среды 48 и далее в систему внешнего охлаждения газовой среды, при этом расход перенаправляемой газовой среды может регулироваться с помощью электромагнитного клапана, или задвижки 46. Система внешнего охлаждения газовой среды позволяет увеличить расход холодной газовой среды, поступающей через входную трубу 33, до требуемого первоначального уровня, например до уровня, при котором массовый расход, поступающей в теплообменный цикл охлаждения по входной трубе 1 нагретой газовой среды равен или почти равен массовому расходу холодной газовой среды, поступающей в теплообменный цикл охлаждения по входной трубе 33. Система внешнего охлаждения газовой среды может быть создана на основе каскадных циклов охлаждения, например циклов охлаждения, в которых применяются дроссельные устройства, или в случае не столь значительного понижения температуры на основе одного холодильного цикла, в котором применяется хладагент. Система внешнего охлаждения газовой среды с одним холодильным циклом, представленная на Фиг. 1, может работать следующим образом. По трубе для отходящей газовой среды 48 нагретая газовая среда поступает в вспомогательную систему охлаждения 49, где охлаждается, через стенки передавая тепло техническому хладагенту, в качестве которого может быть использован, например, аммиак. Хладагент, циркулирующий в системе охлаждения 49, путем фазового преобразования забирает тепло у нагретой газовой среды, и далее по трубе для подачи газообразного хладагента 52 поступает в систему ожижения и воздушного охлаждения хладагента 50, в которой он сжимается переходит из газообразного в жидкое состояние и охлаждается за счет внешней среды, и по трубе для подачи жидкого хладагента 51 вновь подается для охлаждения газовой среды в вспомогательную систему охлаждения 49. Газовая среда, охлажденная в вспомогательной системе охлаждения 49, далее выводится через регулирующий массовый расход, электромагнитный клапан, или задвижку 53, и трубу 54 и поступает по входной трубе 33 в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной четвертой ступени 16.Generalized heat exchange cycle of cooling a gas medium in FIG. 1 is as follows, the gaseous medium using a high-pressure fan, or compressor 3, periodically enters the heat exchanger shell-and-tube apparatus with a flexible membrane of the first stage 4, and then through the outlet pipe 5 with a fan 7 into the heat-exchange shell-and-tube apparatus with a flexible membrane of the second stage 8 then through the outlet pipe 9 with the help of a fan 11 into a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the third stage 12 and then through the outlet pipe 13 with a fan 15 into a shell-and-tube heat exchange a device with a flexible membrane of the fourth stage 16, from where, through the outlet pipe 17, a high-pressure fan or compressor 18, the cooled gas medium enters a compact system for separating gas media. On the other hand, through the inlet pipe 33 by the fan 31, a portion of the gas medium not used as a valuable product is supplied to the heat exchange cooling cycle from the gas separation system and from the re-cooling system of the gas medium. Next, a sequential heating of this gaseous medium takes place, during which the gaseous medium enters a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the fourth stage 16, from where it is supplied by a fan 34 through an inlet pipe 36 to a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the third stage 12, then with a fan 37 through an inlet pipe 39 to a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the second stage 8, then using a fan 40 through a inlet pipe 42 to a shell-and-tube heat exchanger with a flexible m by the first stage 4, after which the heated, not used as a valuable product part of the gas medium by the fan or compressor 43 is removed from the cycle through the exhaust pipe 45. A part of the gas medium entering the exhaust pipe 45 can be redirected when the high-pressure fan 47 is turned on into the pipe for the exhaust gas medium 48 and further into the external cooling system of the gas medium, while the flow rate of the redirected gas medium can be controlled using an electromagnetic valve or valve 46. The external cooling system The use of a gaseous medium makes it possible to increase the flow rate of the cold gaseous medium entering through the inlet pipe 33 to the required initial level, for example, to the level at which the mass flow entering the heat exchange cooling cycle through the inlet pipe 1 of the heated gaseous medium is equal to or almost equal to the mass flow rate of the cold gas the medium entering the heat exchange cooling cycle through the inlet pipe 33. An external gas cooling system can be created on the basis of cascade cooling cycles, for example, cooling cycles in which throttling devices are used, or in the case of a not so significant decrease in temperature based on one refrigeration cycle in which the refrigerant is used. The system for external cooling of a gaseous medium with one refrigeration cycle shown in FIG. 1, can work as follows. Through the pipe for the exhaust gas medium 48, the heated gas medium enters the auxiliary cooling system 49, where it is cooled, transferring heat through the walls to a technical refrigerant, for example, ammonia. The refrigerant circulating in the cooling system 49, by phase conversion takes heat from the heated gas medium, and then through the pipe for supplying gaseous refrigerant 52 enters the liquefaction and air cooling system of the refrigerant 50, in which it is compressed, passes from the gaseous to the liquid state and is cooled for the account of the external environment, and again through the pipe for supplying liquid refrigerant 51 to cool the gas medium to the auxiliary cooling system 49. The gas medium cooled in the auxiliary cooling system 49, it is then output through a mass flow regulating valve, an electromagnetic valve, or a gate valve 53, and a pipe 54 and enters through an inlet pipe 33 into a heat-exchange shell-and-tube apparatus with a flexible membrane of the fourth stage 16.

Функционирование теплообменного цикла охлаждения газовой среды также включает в себя использование электромагнитных клапанов, или задвижек 2, 6, 10, 14, 32, 35, 38, 41, 44, 46, которые при окончании периода подачи более нагретой газовой среды в первые отсеки и более холодной газовой среды во вторые отсеки теплообменных кожухотрубных аппаратов с гибкой мембраной 4, 8, 12, 16, одновременно закрываются и изолируют данные отсеки, обеспечивая в течение заданного небольшого промежутка времени сохранение давления в первом и втором отсеках, за счет смещения в первоначальное положение гибкой непроницаемой мембраны, и эффективную передачу тепла от более нагретой газовой среды к более холодной.The functioning of the heat exchange cycle of cooling the gas environment also includes the use of electromagnetic valves, or gate valves 2, 6, 10, 14, 32, 35, 38, 41, 44, 46, which, at the end of the period of supply of the warmer gas medium to the first compartments, or more cold gas medium into the second compartments of shell-and-tube tube heat exchangers with a flexible membrane 4, 8, 12, 16, at the same time close and isolate these compartments, providing preservation of pressure in the first and second compartments for a specified short period of time due to displacement in The initial position of the flexible impermeable membrane, and the efficient transfer of heat from a warmer gas environment to a colder one.

Помимо теплообменного цикла охлаждения на Фиг. 1 газоразделительная теплообменная установка также содержит компактную систему разделения газовых сред, в которой проводится отделение ценных компонентов газовой среды. Разделение газовых сред протекает следующим образом. Из выходной трубы 17 охлажденная газовая среда вентилятором высокого давления, или компрессором 18, подается в отводную трубу 19. Из отводной трубы 19 газовая среда поочередно подается при открытом входном электромагнитном клапане, или задвижке 21, и закрытом входном электромагнитном клапане, или задвижке 23, во входную трубу 20, и при открытом входном электромагнитном клапане, или задвижке 23, и закрытом входном электромагнитном клапане, или задвижке 21, во входную трубу 22. По входных трубам 20 и 22 газовая среда далее поступает в аппарат для разделения газовых сред 24, который может функционировать, согласно Фиг. 9, Фиг. 10, Фиг. 11, Фиг. 12, следующим образом. Газовая среда поступает в аппарат для разделения газовых сред по трубам для подачи в изолированные отделения газовой среды 127 в виде двух чередующихся потоков. Каждое из изолированных отделений разделенных вертикальными плоскими стенками 125, проходит две стадии. На первой стадии в отделении поддерживается повышенное, или нормальное давление, и по трубам для подачи в отдельные изолированные отделения газовой среды 127, подается и равномерно распределяется по отделению газовая среда, которая далее медленно перемещается вдоль всех, расположенных внутри отделения изогнутых, или плоских, параллельных горизонтальной линии, боковых линейных направляющих 124. В это же время через вертикальные плоские стенки 125 отводится теплота и газовая среда внутри отделения охлаждается до определенной заранее заданной температуры, при которой происходит отделение одной из компонент газовой среды путем ее конденсации, или десублимации. Далее сконденсированная или десублимированная компонента газовой среды под действием гравитации опускается вниз, попадает на изогнутые, или плоские, параллельные горизонтальной линии, боковые линейные направляющие 124, соединенные с образованием острого угла с вертикальными стенками аппарата 125. Затем по линейным направляющим сконденсированная, или десублимированная компонента газовой среды стекает, или скатывается, и далее собирается в небольшую емкость, сформированную из изогнутых, или плоских, параллельных горизонтальной линии, боковых линейных направляющих 124, вертикальных стенок аппарата 125, и армирующих вертикальных вставок 126. Оставшаяся часть газовой среды по трубам для отвода из отдельных изолированных отделений компонентов газовой среды 129 выводится из отделения.In addition to the heat exchange cooling cycle in FIG. 1 gas separation heat exchange installation also contains a compact system for the separation of gaseous media, which is the separation of valuable components of the gaseous medium. The separation of gaseous media proceeds as follows. From the outlet pipe 17, the cooled gas medium is supplied by a high-pressure fan, or compressor 18, to the outlet pipe 19. From the outlet pipe 19, the gas medium is alternately supplied with the inlet solenoid valve open, or gate valve 21, and the inlet solenoid valve, or gate valve 23 closed, in the inlet pipe 20, and with the inlet solenoid valve open, or gate valve 23, and the inlet solenoid valve closed, or gate valve 21, into the inlet pipe 22. Through the inlet pipes 20 and 22, the gas medium then enters the apparatus for the section Ia gaseous media 24, which may function according to FIG. 9, FIG. 10, FIG. 11, FIG. 12 as follows. The gaseous medium enters the apparatus for separating the gaseous media through pipes for supplying to the isolated compartments of the gaseous medium 127 in the form of two alternating streams. Each of the isolated compartments separated by vertical flat walls 125 goes through two stages. At the first stage, increased or normal pressure is maintained in the compartment, and a gas medium is supplied and evenly distributed throughout the compartment to the compartment to supply gas to the separate isolated compartments of the gaseous medium 127, which then slowly moves along all curved, or flat, parallel horizontal line, lateral linear guides 124. At the same time, heat is removed through vertical flat walls 125 and the gas medium inside the compartment is cooled to a predetermined second temperature at which the separation of one component of the gaseous medium through its condensation or desublimation. Then, the condensed or desublimated component of the gaseous medium under the influence of gravity falls down, falls on curved, or flat, parallel to the horizontal lines, linear linear guides 124 connected to form an acute angle with the vertical walls of the apparatus 125. Then, along the linear guides, the condensed or desublimated gas component the medium drains, or rolls off, and then collects into a small container formed from curved, or flat, parallel to a horizontal line, more linear guides 124, the vertical walls of the apparatus 125, and the reinforcing vertical inserts 126. The remaining part of the gas medium through pipes for removal from separate isolated compartments of the components of the gas medium 129 is removed from the compartment.

На второй стадии в отделении создается пониженное давление, новая газовая среда в отделение не поступает, оставшаяся часть газовой среды по трубам для отвода из отдельных изолированных отделений компонентов газовой среды 129 выводится из отделения и происходит постепенное испарение или сублимация сконденсированной, или десублимированной на предшествующей стадии компоненты газовой среды. Процесс проходит при определенной заранее заданной температуре в отделении и сопровождается значительным поглощением тепла. Таким образом, все отделения, разделенные вертикальными стенками аппарата 125, могут быть разделены по следующему принципу, если в одном отделении происходит фазовый переход, сопровождающийся выделением тепла, в двух соседних происходит фазовый переход, сопровождающийся поглощением тепла и в обратном порядке, если в одном отделении происходит фазовый переход, сопровождающийся поглощением тепла, в двух соседних происходит фазовый переход, сопровождающийся выделением тепла, что достигается путем чередования отделений, в которых происходит поглощение и выделение тепла. При этом половина отделений, в которые периодически подается газовая среда, через трубы для подачи в отдельные изолированные отделения газовой среды 127, на Фиг. 10, соединяется входной трубой 20, на Фиг. 1, а вторая половина расположенных между ними отделений через трубы для подачи в отдельные изолированные отделения газовой среды 127 с входной трубой 22, что позволяет обеспечить периодическое чередование отделений, в которые подается газовая среда. Аналогично, для отвода газовой среды половина отделений через трубы для отвода из отдельных изолированных отделений компонентов газовой среды 129, на Фиг. 10 соединяется с трубой для отвода газовой среды 26, на Фиг. 1, а вторая половина расположенных между ними отделений через трубы для отвода из отдельных изолированных отделений компонентов газовой среды 129 соединяется с трубой для отвода газовой среды 28, при этом периодическое чередование отделений, из которых отводится газовая среда, согласно Фиг. 1 обеспечивается путем открытия и закрытия выходных электромагнитных клапанов, или задвижек 25 и 27, и работы вентилятора высокого давления, или компрессора 29.At the second stage, a reduced pressure is created in the compartment, the new gas medium does not enter the compartment, the remaining part of the gas medium is removed from the compartment through pipes for removal from separate isolated compartments of the gas medium 129, and the condensed or sublimated components of the previous stage are gradually evaporated or sublimated. gas environment. The process takes place at a certain predetermined temperature in the compartment and is accompanied by significant heat absorption. Thus, all compartments separated by the vertical walls of the apparatus 125 can be divided according to the following principle if a phase transition occurs in one compartment, accompanied by heat generation, in two adjacent ones a phase transition occurs, accompanied by heat absorption and in the reverse order if in one compartment a phase transition occurs, accompanied by heat absorption, in two neighboring phases, a phase transition occurs, accompanied by heat generation, which is achieved by alternating the compartments in which um absorption and heat generation. In this case, half of the compartments into which the gaseous medium is periodically supplied are through pipes for supplying to separate isolated compartments of the gaseous medium 127, in FIG. 10 is connected by an inlet pipe 20, in FIG. 1, and the second half of the compartments located between them through pipes for supplying to separate isolated compartments of the gas medium 127 with the inlet pipe 22, which allows for periodic alternation of the compartments into which the gas medium is supplied. Similarly, for venting the gaseous medium, half of the compartments through pipes for draining from the individual insulated compartments of the components of the gaseous medium 129, in FIG. 10 is connected to a pipe for venting the gaseous medium 26, in FIG. 1, and the second half of the compartments located between them through the pipes for removal from the separate isolated compartments of the components of the gas medium 129 is connected to the pipe for removal of the gas medium 28, while periodically alternating the compartments from which the gas medium is discharged, according to FIG. 1 is provided by opening and closing the output solenoid valves, or gate valves 25 and 27, and operating the high pressure fan, or compressor 29.

Общее повышение, или сохранение давления поступающей в отделения газовой среды на первой стадии осуществляется согласно Фиг. 1 с помощью вентилятора высокого давления, или компрессора 18, электромагнитных клапанов, или задвижек 21 и 23, выходных электромагнитных клапанов, или задвижек 25 и 27, и вентилятора высокого давления, или компрессора 29.The general increase or preservation of the pressure of the gas medium entering the compartments in the first stage is carried out according to FIG. 1 using a high-pressure fan, or compressor 18, solenoid valves, or gate valves 21 and 23, output solenoid valves, or gate valves 25 and 27, and a high-pressure fan, or compressor 29.

На второй стадии понижение давления в отделениях аппарата для разделения газовых сред 24 происходит при прекращении подачи в отделение газовой среды при закрытии электромагнитного клапана, или задвижки 21, или 23, и при применении вакуумного насоса 66, который понижает давление в отделениях до заранее заданной величины, путем откачки ценной компоненты газовой среды из отделений по отводящей трубе 65 и трубе 63. В данном случае накопленная в небольших емкостях сформированных из изогнутых или плоских, параллельных горизонтальной линии, боковых линейных направляющих 124, вертикальных стенок аппарата 125 и армирующих вертикальных вставок 126 ценная компонента газовой среды постепенно испаряется, или сублимируется внутри отделений в результате работы вакуумного насоса при создании в отделениях требуемого пониженного давления.In the second stage, a decrease in pressure in the compartments of the apparatus for separating gaseous media 24 occurs when the supply of gas to the compartment is stopped when the electromagnetic valve or gate valve 21 or 23 is closed, and when a vacuum pump 66 is used, which reduces the pressure in the compartments to a predetermined value, by pumping a valuable component of the gaseous medium from the compartments through the discharge pipe 65 and pipe 63. In this case, accumulated in small containers formed from curved or flat, lateral, parallel to the horizontal line linear guides 124, the vertical walls of the apparatus 125 and the reinforcing vertical inserts 126, the valuable component of the gaseous medium gradually evaporates, or sublimates inside the compartments as a result of the vacuum pump when the required reduced pressure is created in the compartments.

В аппарате для разделения газовых сред 24 также необходимо поддерживать необходимую температуру, в данном случае пониженную температуру в тех отделениях, в которых происходит испарение, или сублимация ценной компоненты газовой среды, более высокую в тех отделениях, в которых происходит конденсация или десублимация ценной компоненты газовой среды. Для поддержания заданных значений температуры в отделениях требуется компенсировать теплопритоки через теплоизоляцию 123, и дополнительно понизить температуру газовой среды при ее поступлении в отделения, в которых происходит конденсация, или десублимация ценной компоненты газовой среды. Охлаждению отделений аппарата для разделения газовых сред 24 может способствовать разница между теплотой испарения и теплотой конденсации, или разница между теплотой сублимации и теплотой десублимации, которая возникает при изменении давления в отделениях на первой и второй стадии работы данных отделений. Также, необходимое, дополнительное охлаждение отделений может быть проведено с помощью включения в конструкцию аппарата для разделения газовых сред 24 специальных изолированных отделений, в которые, в целях дополнительного охлаждения, может подаваться жидкий хладагент. Специальные изолированные отделения могут быть расположены на определенном расстоянии друг от друга, между отделениями в которых происходит разделение газовой среды, например так, как это представлено на Фиг. 9 и Фиг. 12, обеспечивать общее охлаждение аппарата для разделения газовых сред 24 до требуемой температуры и функционировать следующим образом. Из блока подготовки хладагента жидкий хладагент согласно Фиг. 9 и Фиг. 12 подается по трубочкам для подачи в специальные изолированные отделения хладагента 128 и равномерно растекается по малым емкостям, сформированным из изогнутых или плоских, параллельных горизонтальной линии, боковых линейных направляющих 124, вертикальных стенок аппарата 125, и армирующих вертикальных вставок 126, заполняя их. В специальных изолированных отделениях устанавливается постоянное давление, при котором хладагент испаряется, получая тепло через вертикальные стенки аппарата 125 от газовой среды. Далее испарившийся хладагент через трубочки для отвода из специальных изолированных отделений хладагента 130 выводится в блок подготовки хладагента, в котором хладагент готовится для повторной подачи в специальное изолированное отделение. Помимо общего охлаждения газовой среды в аппарате для разделения газовых сред 24 специальные изолированные отделения могут быть использованы как отделения для промежуточного теплообмена, в случае если в них периодически изменяется давление, и также периодически происходит испарение и конденсация хладагента, с изменением температуры внутри специальных изолированных отделений. В данном случае целью изменения температуры внутри специальных изолированных отделений может быть охлаждение или нагрев до требуемой температуры соседних отделений, в которых находится газовая среда или компонента газовой среды.In the apparatus for separating gaseous media 24, it is also necessary to maintain the required temperature, in this case a lower temperature in those compartments in which evaporation or sublimation of the valuable component of the gaseous medium is higher in those compartments in which condensation or sublimation of the valuable component of the gaseous medium . To maintain the set temperature values in the compartments, it is necessary to compensate for heat inflows through thermal insulation 123, and additionally lower the temperature of the gas medium when it enters the compartments in which condensation occurs or the sublimation of a valuable component of the gas medium. The difference between the heat of vaporization and the heat of condensation, or the difference between the heat of sublimation and the heat of desublimation, which occurs when the pressure in the compartments at the first and second stage of operation of these compartments, helps to cool the compartments of the apparatus for separating gaseous media 24. Also, the necessary additional cooling of the compartments can be carried out by including 24 special isolated compartments in the design of the apparatus for separating gaseous media, into which, for the purpose of additional cooling, liquid refrigerant can be supplied. Special isolated compartments can be located at a certain distance from each other, between the compartments in which the separation of the gas medium occurs, for example, as shown in FIG. 9 and FIG. 12, provide general cooling of the apparatus for separating the gas media 24 to the desired temperature and operate as follows. From the refrigerant preparation unit, the liquid refrigerant according to FIG. 9 and FIG. 12 is supplied through tubes for supplying to special insulated compartments of the refrigerant 128 and evenly spreads over small tanks formed of curved or flat, parallel to the horizontal line, side linear guides 124, vertical walls of the apparatus 125, and reinforcing vertical inserts 126, filling them. In special isolated compartments, a constant pressure is established at which the refrigerant evaporates, receiving heat through the vertical walls of the apparatus 125 from the gas medium. Next, the evaporated refrigerant through the ducts for removal from the special isolated compartments of the refrigerant 130 is discharged into the refrigerant preparation unit, in which the refrigerant is prepared for re-supply to a special isolated compartment. In addition to the general cooling of the gaseous medium in the apparatus for separating gaseous media 24, special insulated compartments can be used as compartments for intermediate heat exchange, if the pressure periodically changes in them, and also the vaporization and condensation of the refrigerant periodically occurs, with a change in temperature inside the special insulated compartments. In this case, the purpose of changing the temperature inside special isolated compartments may be cooling or heating to the required temperature of the neighboring compartments in which the gas medium or component of the gas medium is located.

Жидкий хладагент для работы специальных изолированных отделений согласно Фиг. 1 может готовиться в блоке подготовки хладагента, где отработанный газообразный хладагент с помощью вакуумного насоса или иного механизма понижения давления 55 поступает и сжимается в компрессоре 56, и далее по трубе для отвода хладагента 57 поступает в теплообменник 58, где охлаждается с помощью внешней среды, и через трубу для подвода хладагента 59 собирается в емкости для хранения жидкого хладагента 60, из которой насосом, подающим жидкий хладагент 61, при заданном расходе и давлении снова подается в специальное изолированное отделение.The liquid refrigerant for operating the special insulated compartments of FIG. 1 can be prepared in a refrigerant preparation unit, where the spent gaseous refrigerant is supplied and compressed by a vacuum pump or other pressure-reducing mechanism 55 in a compressor 56, and then through a pipe for removing refrigerant 57 it enters a heat exchanger 58, where it is cooled by an external medium, and through the pipe for supplying refrigerant 59 is collected in a tank for storing liquid refrigerant 60, from which a pump supplying liquid refrigerant 61, at a given flow rate and pressure, is again fed into a special isolated compartment.

После разделения газовой среды в аппарате для разделения газовых сред 24 на ценную компоненту и не используемую как ценный продукт остаточную часть газовой среды происходит отвод разделенных частей газовой среды по следующим направлениям.After the separation of the gaseous medium in the apparatus for separating the gaseous media 24 into a valuable component and the residual part of the gaseous medium not used as a valuable product, the separated parts of the gaseous medium are removed in the following directions.

Не используемая как ценный продукт остаточная часть газовой среды при открытом выходном электромагнитном клапане или задвижке 25 и закрытом электромагнитном клапане или задвижке 64 или при открытом выходном электромагнитном клапане или задвижке 27 и закрытом электромагнитном клапане или задвижке 62 по трубе для отвода газовой среды 28 поступает в вентилятор высокого давления или компрессор 29, который предназначен для небольшого повышения давления до требуемых значений и для быстрой транспортировки отводимой газовой среды по трубе для отвода газовой среды 30, в вентилятор 31 и далее в теплообменный цикл охлаждения газовой среды.The residual part of the gaseous medium, which is not used as a valuable product, when the outlet solenoid valve or gate valve 25 is open and the solenoid valve or gate valve 64 is closed or when the outlet solenoid valve or gate valve 27 is open and the solenoid valve or gate valve 62 closed, it enters the fan through the gas outlet pipe 28 high pressure or compressor 29, which is designed to slightly increase the pressure to the required values and for the rapid transportation of the exhaust gas medium through the pipe for ode gaseous medium 30, a fan 31 and on to heat exchange the cooling medium gas cycle.

Ценная компонента газовой среды при закрытом выходном электромагнитном клапане или задвижке 25 и открытом электромагнитном клапане или задвижке 64 или при закрытом выходном электромагнитном клапане или задвижке 27 и открытом электромагнитном клапане или задвижке 62, через вакуумный насос 66 направляется в компрессор 67, в котором сжимается до давления, определяемого требованиями по ее хранению и использованию, и по трубе высокого давления 68 подается в емкость высокого давления для хранения газа 69, откуда далее она направляется пользователям и потребителям.A valuable component of the gaseous medium when the outlet solenoid valve or gate valve 25 is closed and the solenoid valve or gate valve 64 is open or when the outlet solenoid valve or gate valve 27 is closed and the solenoid valve or gate valve 62 is open, is directed through the vacuum pump 66 to a compressor 67 in which it is compressed to pressure determined by the requirements for its storage and use, and through a high pressure pipe 68 is supplied to a high pressure tank for storing gas 69, from where it is then sent to the user and consumers.

В случае, если в силу технических причин при использовании ценной компоненты газовой среды не требуется ее сжатие до давлений в десятки атмосфер, а массовая доля ценной компоненты, извлекаемой из газовой среды, весьма значительна, то схема газоразделительной теплообменная установки на Фиг. 1 может быть дополнена представленным на Фиг. 2 дополнительным теплообменным циклом охлаждения газовой среды и работать следующим образом. Ценная компонента газовой среды отводится при закрытом выходном электромагнитном клапане или задвижке 25 и открытом электромагнитном клапане или задвижке 64 или при закрытом выходном электромагнитном клапане или задвижке 27 и открытом электромагнитном клапане или задвижке 62 через вакуумный насос 66 в дополнительный теплообменный цикл охлаждения газовой среды, в котором ценная компонента газовой среды нагревается и используется качестве теплоносителя. Из вакуумного насоса 66 ценная компонента газовой среды поступает через трубу 70 в вентилятор высокого давления или компрессор 72, с помощью которого давление ценной компоненты газовой среды повышается до давления, эквивалентного давлению газовой среды, поступающей по входной трубе для подвода газовой среды 89 в дополнительный теплообменный цикл охлаждения газовой среды. Из вентилятора высокого давления или компрессора 72 ценная компонента газовой среды последовательно направляется в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной четвертой ступени 73 по выходной трубе 74 с помощью вентилятора 76, в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной третьей ступени 77 по выходной трубе 78 с помощью вентилятора 80, в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной второй ступени 81 и по выходной трубе 82 с помощью вентилятора 84 в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной первой ступени 85, из которого нагретая в результате прохождения всех теплообменных аппаратов ценная компонента газовой среды по выходной трубе 86 поступает в вентилятор высокого давления или компрессор 87, сжимается до требуемого технического давления и по трубе для отвода компоненты газовой среды 88 направляется потребителям. С другой стороны по входной трубе для подвода газовой среды 89 в вторичный, дополнительный теплообменный цикл охлаждения газовой среды подается охлаждаемая газовая среда. Газовая среда последовательно поступает в вентилятор высокого давления или компрессор 90, который определяет ее расход и входное давление, через трубу 92 в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной первой ступени 85, далее с помощью вентилятора 93 через трубу 95 в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной второй ступени 81, с помощью вентилятора 96 через трубу 98 в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной третьей ступени 77, с помощью вентилятора 99 через трубу 101 в теплообменный кожухотрубный аппарат с гибкой мембраной четвертой ступени 73. Затем охлажденная газовая среда поступает в вентилятор высокого давления или компрессор 102 и выходной электромагнитный клапан или задвижку 103, в которых регулируется выходное давление газовой среды. Далее по трубе для подвода газовой среды 104 охлажденная газовая среда может подаваться в отводную трубу 19, изображенную на Фиг. 1, и из нее в компактную систему разделения газовых сред.If, due to technical reasons, when using the valuable component of the gaseous medium, it is not necessary to compress it to pressures of tens of atmospheres, and the mass fraction of the valuable component extracted from the gaseous medium is very significant, then the gas separation heat exchange installation scheme in FIG. 1 may be supplemented by that shown in FIG. 2 additional heat-exchange cycle for cooling the gaseous medium and work as follows. A valuable component of the gaseous medium is diverted when the outlet solenoid valve or gate valve 25 is closed and the solenoid valve or gate valve 64 is open or when the outlet solenoid valve or gate valve 27 is closed and the solenoid valve or gate 62 is open through the vacuum pump 66 into an additional heat exchange gas cooling cycle in which a valuable component of the gaseous medium is heated and used as a coolant. From the vacuum pump 66, the valuable component of the gaseous medium enters through a pipe 70 to a high-pressure fan or compressor 72, by means of which the pressure of the valuable component of the gaseous medium is increased to a pressure equivalent to the pressure of the gaseous medium supplied through the inlet pipe for supplying the gaseous medium 89 to the additional heat exchange cycle cooling the gas environment. From a high-pressure fan or compressor 72, a valuable component of the gaseous medium is sequentially directed to a shell-and-tube heat exchanger with a fourth-stage flexible membrane 73 through an outlet pipe 74 using a fan 76, to a shell-and-tube heat exchanger with a third-stage flexible membrane and a third stage 77 through an outlet pipe 78 using a fan 80 into a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the second stage 81 and through the outlet pipe 82 with a fan 84 into a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the first c tuple 85, from which the valuable component of the gaseous medium heated as a result of the passage of all heat exchangers through the outlet pipe 86 enters the high-pressure fan or compressor 87, is compressed to the required technical pressure and sent to the consumers through the pipe for removal of the gaseous medium component 88. On the other hand, a cooled gas medium is supplied through an inlet pipe for supplying a gaseous medium 89 to a secondary, additional heat-exchange cycle for cooling the gaseous medium. The gaseous medium sequentially enters the high-pressure fan or compressor 90, which determines its flow rate and inlet pressure, through the pipe 92 into a heat-exchange shell-and-tube apparatus with a flexible membrane of the first stage 85, then using a fan 93 through a pipe 95 into a heat-exchange shell-and-tube apparatus with a flexible membrane of the second stage 81, using a fan 96 through a pipe 98 into a shell-and-tube heat exchanger with a flexible membrane of the third stage 77, using a fan 99 through a pipe 101 into a shell-and-tube heat exchanger with a bend a fourth-stage membrane 73. Then, the cooled gas medium enters the high-pressure fan or compressor 102 and the output solenoid valve or gate valve 103, in which the outlet pressure of the gas medium is regulated. Further along the pipe for supplying the gaseous medium 104, the cooled gaseous medium may be supplied to the outlet pipe 19 shown in FIG. 1, and from it to a compact gas separation system.

Функционирование дополнительного теплообменного цикла охлаждения газовой среды также включает в себя использование электромагнитных клапанов или задвижек 71, 75, 79, 83, 91, 94, 97, 100, которые при окончании периода подачи более нагретой газовой среды в первые отсеки и более холодной ценной компоненты газовой среды во вторые отсеки теплообменных кожухотрубных аппаратов с гибкой мембраной 73, 77, 81, 85 одновременно закрываются и изолируют данные отсеки, обеспечивая в течение заданного небольшого промежутка времени сохранение давления в первом и втором отсеках за счет смещения в первоначальное положение гибкой непроницаемой мембраны и эффективную передачу тепла от более нагретой газовой среды к более холодной.The operation of the additional heat-exchange cycle for cooling the gas environment also includes the use of electromagnetic valves or gate valves 71, 75, 79, 83, 91, 94, 97, 100, which, at the end of the period of supply of the warmer gas medium to the first compartments and the colder valuable gas component media into the second compartments of shell-and-tube heat exchanger apparatus with a flexible membrane 73, 77, 81, 85 simultaneously close and isolate these compartments, providing for a specified short period of time the pressure in the first and second ohm compartments due to the displacement in the initial position the flexible impermeable membrane and efficient heat transfer from a heated gas to a cooler environment.

Claims

1. A gas separation heat exchange installation comprising a heat exchange cycle for cooling a gas medium, consisting of one heat exchanger shell-and-tube apparatus with a flexible membrane or several series-connected heat exchanger shell-and-tube apparatus of the same type with a flexible membrane, an external gas cooling system, a compact gas medium separation system, consisting of an apparatus for separation of gaseous media, connected to the exhaust system of one of the components of the gaseous medium and the refrigerant preparation unit, where heat the shell-and-tube exchange apparatus with a flexible membrane contains an external heat-shielding casing, a rectangular casing, a side compartment mounted in the casing, vertical side panels, each of which has vertical fasteners connected to the casing, horizontal fasteners connected to the casing, a tube sheet for fixing pipes providing gas inlet and outlet; inlet pipes, outlet pipes, bent towards the vertical side panels, and curved layers fixed to them coiled or metal pipes, a bundle of straight pipes of circular cross section mounted inside the apparatus and mounted on a vertical panel and tube sheet, where each straight pipe of circular cross section is connected by welding or threaded connection to a curved plastic or metal pipe, characterized in that it contains a flexible impermeable membrane, mounted on vertical fasteners and horizontal fasteners with the formation of two gas-tight compartments, the first compartment and the second compartment, where a thin impermeable membrane can deviate towards the body when the gas medium enters the apparatus periodically and passes through the heat exchange cycle and the pressure in the apparatus compartments changes, then it can gradually shift backward, equalizing the pressure between the gradually heating and expanding gas medium in the second compartment and the gradually cooling gas Wednesday in the first compartment.

2. The gas separation heat exchange installation according to claim 1, where the design of the apparatus for separating gaseous media consists of a housing mounted on top of the insulation housing, curved or flat, parallel to the horizontal line, side linear guides located at the same distance from each other, vertical flat walls, which divide the device into insulated compartments, reinforcing vertical inserts, pipes for supplying to separate insulated compartments of the gaseous medium, tubes for feeding into insulated compartments refrigerant, pipes for removal from separate isolated compartments of the components of the gas medium, pipes for removal from isolated compartments of the refrigerant, characterized in that adjacent vertical flat walls form insulated compartments, inside which curved or flat, parallel to the horizontal line, lateral linear guides and lateral are fixed reinforcing vertical inserts that create small containers for collecting condensed or desublimated gas medium and Small containers for collecting liquid refrigerated from bent or flat, parallel to the horizontal line, side linear guides, vertical walls of the apparatus and reinforcing vertical inserts.

3. The gas separation heat exchange installation according to claim 1, characterized in that it includes an additional heat exchange cycle for cooling the gas medium, consisting of one heat exchanger shell-and-tube apparatus with a flexible membrane or several series-connected, of the same type heat-exchange shell-and-tube apparatus with a flexible membrane, intended for cooling entering the cycle gas medium due to heat exchange with one of the previously cooled components of this gas medium.