RU96416U1 - COMPLEX FOR AUTONOMOUS PRODUCTION OF LIQUID LOW-TEMPERATURE CARBON DIOXIDE AND GAS-NITROGEN, AND ALSO LIQUID OXYGEN OR NITROGEN - Google Patents
COMPLEX FOR AUTONOMOUS PRODUCTION OF LIQUID LOW-TEMPERATURE CARBON DIOXIDE AND GAS-NITROGEN, AND ALSO LIQUID OXYGEN OR NITROGEN Download PDFInfo
- Publication number
- RU96416U1 RU96416U1 RU2009144508/22U RU2009144508U RU96416U1 RU 96416 U1 RU96416 U1 RU 96416U1 RU 2009144508/22 U RU2009144508/22 U RU 2009144508/22U RU 2009144508 U RU2009144508 U RU 2009144508U RU 96416 U1 RU96416 U1 RU 96416U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- absorption
- nitrogen
- carbon dioxide
- refrigeration
- Prior art date
Links
Abstract
Комплекс для автономного производства жидкого низкотемпературного диоксида углерода, газообразного азота и жидкого кислорода или азота, отличающийся тем, что он содержит соединенные между собой по определенной схеме технологическими трубопроводами подачи рабочих тел, а также теплоты и холода когенерационную установку, смеситель, абсорбционно-десорбционную установку, блок осушки азота, паровой котел, использующий природный газ, холодильную углекислотную установку, абсорбционные бромисто-литиевую и водоаммиачную холодильные машины и воздухоразделительную установку, при этом один выход когенерационной установки через смеситель соединен с абсорбционно-десорбционной установкой, которая соединена с блоком осушки азота и паровым котлом, соединенным со смесителем, второй выход когенерационной установки соединен с абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машиной, а третий выход когенерационной установки соединен с абсорбционной водоаммиачной холодильной машиной, причем абсорбционные бромисто-литиевая и водоаммиачная холодильные машины, в свою очередь, соединены с холодильной углекислотной и воздухоразделительной установками. A complex for the autonomous production of liquid low-temperature carbon dioxide, gaseous nitrogen, and liquid oxygen or nitrogen, characterized in that it contains a cogeneration unit, a mixer, an absorption-desorption unit, interconnected according to a certain scheme with technological pipelines for supplying working fluids, and heat and cold nitrogen drying unit, a natural gas steam boiler, a carbon dioxide refrigeration unit, lithium bromide absorption and water ammonia refrigeration machines an air separation unit, wherein one output of the cogeneration unit through the mixer is connected to an absorption and desorption unit that is connected to a nitrogen drying unit and a steam boiler connected to the mixer, the second output of the cogeneration unit is connected to an absorption lithium bromide refrigeration machine, and the third output of the cogeneration unit connected to an absorption water-ammonia refrigeration machine, and absorption lithium bromide and water-ammonia refrigeration machines, in turn, is connected s with refrigeration carbon dioxide and air separation units.
Description
Полезная модель относится к оборудованию и технологии производства жидких кислорода или азота, низкотемпературного диоксида углерода, а также газообразного азота. Комплекс может найти широкое применение в различных отраслях промышленности, где используются такие газы, как кислород, азот и диоксид углерода.The utility model relates to equipment and technology for the production of liquid oxygen or nitrogen, low-temperature carbon dioxide, and nitrogen gas. The complex can be widely used in various industries where gases such as oxygen, nitrogen and carbon dioxide are used.
Известны различные комплексы для получения жидкого диоксида углерода (СО2), в том числе и низкотемпературного, из дымовых газов, которые образуются после сжигания природного газа в котельном агрегате (см. например, Пименова Т.Ф. Производство и применение сухого льда, жидкого и газообразного диоксида углерода. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 208 с.). Недостаток известных комплексов - низкая эффективность использования внутренней энергии природного газа, которая расходуется лишь для производства в котельном агрегате водяного пара низких параметров (135°С) при горении природного газа с температурой 1250°С. Несмотря на наличие в котельном агрегате и других потерь, указанная необратимость снижает значение его эксергетического КПД до 35%. Эксергетический КПД всего углекислотного комплекса едва превышает 1%.Various complexes are known for producing liquid carbon dioxide (CO 2 ), including low-temperature, from flue gases that are formed after burning natural gas in a boiler unit (see, for example, Pimenova TF, Production and use of dry ice, liquid and carbon dioxide gas. - M.: Light and food industry, 1982. - 208 p.). A disadvantage of the known complexes is the low efficiency of using the internal energy of natural gas, which is consumed only for the production of water parameters of low parameters (135 ° C) in the boiler unit when burning natural gas with a temperature of 1250 ° C. Despite the presence of other losses in the boiler unit, this irreversibility reduces the value of its exergy efficiency to 35%. The exergy efficiency of the entire carbon dioxide complex barely exceeds 1%.
К недостаткам существующих комплексов можно отнести также и то, что тепловая энергия части водяного пара (до 45%) с потенциалом 135°С и дымовых газов - 350°С полезно не используются.The disadvantages of the existing complexes can also be attributed to the fact that the thermal energy of part of the water vapor (up to 45%) with a potential of 135 ° C and flue gases of 350 ° C are not useful.
Известен также комплекс, изложенный в авторском свидетельстве СССР №1556245 «Способ разделения дымовых газов». Указанный комплекс предназначен для одновременного получения из дымовых газов жидкого низкотемпературного диоксида углерода и азота.Also known is the complex set forth in the USSR author's certificate No. 1556245 "Method for the separation of flue gases." The specified complex is intended for the simultaneous production of flue gases of liquid low-temperature carbon dioxide and nitrogen.
Недостаток известного комплекса - необходимость предварительного сжатия до высоких давлений (более 5 МПа) всего количества дымовых газов, что приводит к существенным затратам энергии.A disadvantage of the known complex is the need for preliminary compression to high pressures (more than 5 MPa) of the total amount of flue gases, which leads to significant energy costs.
Общий недостаток известных комплексов заключается в том, что они нуждаются во внешнем источнике электроэнергии, так как в них природный газ сжигается только для получения дымового газа и тепловой энергии в виде водяного пара для обеспечения работы десорбера.A common drawback of the known complexes is that they need an external source of electricity, since natural gas is burned in them only to produce flue gas and thermal energy in the form of water vapor to ensure the operation of the stripper.
Из научно-технической и патентной литературы неизвестны комплексы для автономного производства жидкого низкотемпературного диоксида углерода, газообразного азота и жидких кислорода или азота, близких по технической сущности.From the scientific, technical and patent literature, unknown complexes for the autonomous production of liquid low-temperature carbon dioxide, gaseous nitrogen and liquid oxygen or nitrogen, similar in technical essence.
В основу заявляемой полезной модели поставлена задача создать комплекс для автономного производства жидкого низкотемпературного диоксида углерода и газообразного азота, а также жидких кислорода или азота, в котором путем дополнительного введения когенерационной установки и оригинальной схемы соединения установок комплекса обеспечить эффективное использование высокого энергетического потенциала природного газа для одновременного получения электрической энергии, необходимой для привода оборудования комплекса, и тепловой энергии, расходуемой на получение водяного пара и холода.The claimed utility model is based on the task of creating a complex for the autonomous production of liquid low-temperature carbon dioxide and gaseous nitrogen, as well as liquid oxygen or nitrogen, in which, through the addition of a cogeneration unit and an original connection scheme of the complex's installations, ensure the efficient use of the high energy potential of natural gas for simultaneous obtaining electric energy necessary to drive the equipment of the complex, and thermal energy spent on getting water vapor and cold.
Поставленная задача решена в комплексе для автономного производства жидкого низкотемпературного диоксида углерода, газообразного азота и жидких кислорода или азота тем, что он содержит соединенные между собой по определенной схеме технологическими трубопроводами подачи рабочих тел, а также теплоты и холода когенерационную установку, смеситель, абсорбционно-десорбционную установку, блок осушки азота, паровой котел, использующий природный газ, холодильную углекислотную установку, абсорбционные бромистолитиевую и водоаммиачную холодильные машины и воздухоразделительную установку, при этом один выход когенерационной установки через смеситель соединен с абсорбционно-десорбционной установкой, которая соединена с блоком осушки азота и паровым котлом, соединенным со смесителем, второй выход когенерационной установки соединен с абсорбционной бромистолитиевой холодильной машиной, а третий выход когенерационной установки соединен с абсорбционной водоаммиачной холодильной машиной, причем абсорбционные бромистолитиевая и водоаммиачная холодильные машины, в свою очередь, соединены с холодильной углекислотной и воздухоразделительной установками.The problem is solved in a complex for the autonomous production of liquid low-temperature carbon dioxide, gaseous nitrogen and liquid oxygen or nitrogen in that it contains interconnected technological pipelines for the supply of working fluids, as well as heat and cold cogeneration unit, mixer, absorption and desorption unit, nitrogen dehydration unit, steam boiler using natural gas, carbon dioxide refrigeration unit, absorption bromide lithium and water-ammonia cold power machines and an air separation unit, while one output of the cogeneration unit through the mixer is connected to an absorption and desorption unit that is connected to a nitrogen drying unit and a steam boiler connected to the mixer, the second output of the cogeneration unit is connected to an absorption bromide-lithium refrigeration machine, and the third output of the cogeneration the unit is connected to an absorption water-ammonia refrigeration machine, and absorption bromide-lithium and water-ammonia refrigeration machines, in their turn ed, connected to the carbon dioxide refrigeration and air separation plants.
Заявленное техническое решение позволило объединить в одном комплексе, который использует только природный газ, ряд связанных потоками энергии, теплоты и холода установок: когенерационной установки, вырабатывающей электроэнергию и теплоту; парового котла, производящего только необходимое для выделения СО2 из продуктов сгорания в абсорбционно-десорбционной установке количество пара; холодильной углекислотной установки для ожижения СО2 и криогенной воздухоразделительной установки, с помощью которой получаются жидкие кислород или азот.The claimed technical solution made it possible to combine in one complex that uses only natural gas, a number of units connected by flows of energy, heat and cold: a cogeneration unit that generates electricity and heat; a steam boiler producing only the quantity of steam necessary for the emission of CO 2 from the combustion products in the absorption and desorption unit; a carbon dioxide refrigeration unit for liquefying CO 2 and a cryogenic air separation unit that produces liquid oxygen or nitrogen.
Комплекс для автономного производства жидкого низкотемпературного диоксида углерода, газообразного азота и жидкого кислорода или азота изображен на чертеже.The complex for the autonomous production of liquid low-temperature carbon dioxide, gaseous nitrogen and liquid oxygen or nitrogen is shown in the drawing.
Комплекс включает в себя когенерационную установку 1, абсорбционно-десорбционную установку 2, холодильную углекислотную установку 3 и воздухоразделительную установку 4.The complex includes a cogeneration unit 1, absorption and desorption unit 2, a carbon dioxide refrigeration unit 3, and an air separation unit 4.
Один выход когенерационной установки 1 через смеситель 5 соединен с абсорбционно-десорбционной установкой 2, которая соединена с блоком осушки азота 6 и паровым котлом 7. Паровой котел 7 соединен со смесителем 5. Второй выход когенерационной установки 1 соединен с абсорбционной бромистолитиевой холодильной машиной 8, а третий выход когенерационной установки 1 соединен с абсорбционной водоаммиачной холодильной машиной 9. Абсорбционные бромистолитиевая 8 и водоаммиачная 9 холодильные машины соединены с холодильной углекислотной установкой 3 и воздухоразделительной установкой 4.One output of the cogeneration unit 1 through the mixer 5 is connected to the absorption and desorption unit 2, which is connected to the nitrogen drying unit 6 and the steam boiler 7. The steam boiler 7 is connected to the mixer 5. The second output of the cogeneration unit 1 is connected to the absorption bromine-lithium refrigeration machine 8, and the third output of the cogeneration unit 1 is connected to an absorption water-ammonia refrigeration machine 9. Absorption bromine-lithium 8 and water-ammonia 9 refrigeration machines are connected to a carbon dioxide refrigeration unit 3 and air separation unit 4.
Когенерационная установка 1 включает соединенные между собой газопоршневой двигатель 10, генератор электроэнергии 11 и утилизатор теплоты - паровой котел 12.The cogeneration unit 1 includes a gas-piston engine 10 interconnected, an electric power generator 11 and a heat recovery unit — a steam boiler 12.
Абсорбционно-десорбционная установка 2 содержит соединенные между собой абсорбер 13, холодильник 14, регенеративный теплообменник 15, десорбер 16, насосы 17 и 18.Absorption-desorption installation 2 contains interconnected absorber 13, refrigerator 14, regenerative heat exchanger 15, desorber 16, pumps 17 and 18.
Холодильная углекислотная установка 3 содержит соединенные между собой компрессор 19, холодильник 20, блок осушки диоксида углерода 21, конденсатор 22, дроссельный вентиль 23 и изотермическую емкость 24.The carbon dioxide refrigeration unit 3 comprises interconnected compressor 19, a refrigerator 20, a carbon dioxide drying unit 21, a condenser 22, a throttle valve 23, and an isothermal tank 24.
Воздухоразделительная установка 4 содержит соединенные между собой компрессор 25, теплообменник-ожижитель 26, холодильник 27, блок осушки воздуха 28, испаритель 29, турбодетандер 30, основной теплообменник 31, вентиль 32, нижнюю колонну 39, конденсатор-испаритель 34, переохладитель жидкого кислорода 35, вентиль 36, переохладитель жидкого азота 37, переохладитель кубовой жидкости 38 и верхнюю колонну 33.The air separation unit 4 comprises interconnected compressor 25, a heat exchanger-fluidizer 26, a refrigerator 27, an air dryer 28, an evaporator 29, a turbine expander 30, a main heat exchanger 31, a valve 32, a lower column 39, a condenser-evaporator 34, a liquid oxygen supercooler 35, valve 36, subcooler of liquid nitrogen 37, subcooler of bottoms liquid 38 and the upper column 33.
Работа заявленного комплекса осуществляется следующим образом.The work of the claimed complex is as follows.
Часть природного газа (ПГ) подается в когенерационную установку 1 с газопоршневым двигателем 10 вместе с воздухом (В). В результате в генераторе 11 вырабатываются электрическая энергия.Part of the natural gas (GHG) is supplied to the cogeneration unit 1 with a gas piston engine 10 together with air (B). As a result, electric energy is generated in the generator 11.
Теплота от системы охлаждения газопоршневого двигателя 10 отводится в виде горячей воды, имеющей температуру 90-100°С. Горячая вода с указанным относительно невысоким потенциалом используется в абсорбционной бромистолитиевой холодильной машине 8, вырабатывающей холодную воду с температурой 5°С для применения ее в комплексе для отвода теплоты сжатия СО2 в охладителе 20 и охлаждения воздуха в холодильнике 27 воздухоразделительной установки 4 перед блоком осушки воздуха 28. Холодопроизводительности абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины 8 достаточно для обеспечения указанных процессов охлаждения.The heat from the cooling system of the gas piston engine 10 is removed in the form of hot water having a temperature of 90-100 ° C. Hot water with the indicated relatively low potential is used in an absorption bromine-lithium refrigerating machine 8, which produces cold water with a temperature of 5 ° C for use in a complex for removing the heat of compression of CO 2 in the cooler 20 and cooling the air in the refrigerator 27 of the air separation unit 4 in front of the air drying unit 28. The cooling capacity of the absorption bromide-lithium refrigerating machine 8 is sufficient to ensure the indicated cooling processes.
Теплота выхлопных газов от когенерационной установки 1 с температурой 500°С используется в утилизаторе теплоты - паровом котле 12 - для производства пара. Полученный пар применяется в абсорбционной водоаммиачной холодильной машине 9, которая вырабатывает холод в результате кипения аммиака в испарителе при температуре - 35°С. Этот холод расходуется с двумя целями: для конденсации и переохлаждения жидкого СО2 в холодильной углекислотной установке 3, а также для охлаждения части потока воздуха, подаваемого в основной теплообменник 31 воздухоразделительной установки 4.The heat of the exhaust gases from the cogeneration unit 1 with a temperature of 500 ° C is used in a heat recovery boiler - steam boiler 12 - for the production of steam. The resulting steam is used in an absorption water-ammonia refrigeration machine 9, which produces cold as a result of boiling ammonia in an evaporator at a temperature of -35 ° C. This cold is consumed for two purposes: for condensation and supercooling of liquid CO 2 in a carbon dioxide refrigeration unit 3, as well as for cooling part of the air flow supplied to the main heat exchanger 31 of the air separation unit 4.
После утилизатора теплоты - парового котла 12 выхлопные газы от газопоршневого двигателя 10 смешиваются с дымовыми газами, поступающими от парового котла 7, в смесителе 5. В паровом котле 7 стехиометрически сжигается другая часть природного газа в среде воздуха для выработки водяного пара с температурой 135°С. Пар используется для регенерации раствора абсорбента в десорбере 16, что обеспечивает извлечение СО2 из выхлопных газов двигателя в абсорбционно-десорбционной установке 2.After the heat recovery unit - steam boiler 12, the exhaust gases from the gas piston engine 10 are mixed with the flue gases coming from the steam boiler 7 in the mixer 5. In the steam boiler 7, another part of the natural gas in air is burned stoichiometrically to produce water vapor with a temperature of 135 ° C . The steam is used to regenerate the absorbent solution in the stripper 16, which ensures the extraction of CO 2 from the exhaust gases of the engine in the absorption-desorption unit 2.
В результате смешения выхлопных и дымовых газов в смесителе 5 обеспечивается снижение содержания в них О2 менее 4% об. и увеличение содержания СО2 - до 8% об. для последующего его поглощения раствором абсорбента в абсорбере 13.As a result of mixing exhaust and flue gases in the mixer 5, a decrease in O 2 content of less than 4% by volume is ensured. and an increase in the content of CO 2 up to 8% vol. for subsequent absorption by the absorbent solution in the absorber 13.
В абсорбере 13 СО2 поглощается из дымовых газов водным раствором моноэтаноламина, который циркулирует между абсорбером 13 и десорбером 16. Насыщенный раствор абсорбента из абсорбера 13 при помощи насоса 17 подается в десорбер 16 через регенеративный теплообменник 15. В десорбере 16 за счет подвода теплоты от парового котла 7 осуществляется регенерация раствора абсорбента. Газообразный же СО2 из десорбера 16 направляется на всасывание в поршневой компрессор 19 для последующего ожижения. Истощенный раствор абсорбента из десорбера 16 при помощи насоса 18 подается на орошение абсорбера 13, пройдя предварительно теплообменник 15 и водяной холодильник 14. Циркуляция раствора повторяется. Очищенный от СО2 газ, который состоит в основном из N2 и Н2О, после абсорбера 13 направляется в блок осушки азота 6. После блока осушки азота 6 газообразный азот выдается потребителю.In the absorber 13, CO 2 is absorbed from the flue gas by an aqueous solution of monoethanolamine, which circulates between the absorber 13 and the stripper 16. The saturated solution of the absorbent from the absorber 13 is pumped to the stripper 16 through the regenerative heat exchanger 15. In the stripper 16 due to the supply of heat from steam boiler 7 is the regeneration of the absorbent solution. Gaseous CO 2 from stripper 16 is sent to the suction in the reciprocating compressor 19 for subsequent liquefaction. The depleted absorbent solution from stripper 16 is pumped to the absorber 13 by means of a pump 18, having previously passed the heat exchanger 15 and the water cooler 14. The solution is circulated again. The gas purified from CO 2 , which consists mainly of N 2 and H 2 O, after the absorber 13 is sent to the nitrogen drying unit 6. After the nitrogen drying unit 6, gaseous nitrogen is supplied to the consumer.
Газообразный СО2 компримируется в поршневом компрессоре 19 до давления 5 МПа, охлаждается в холодильнике 20, осушается в блоке осушки 21, конденсируется и переохлаждается в конденсаторе 22. Охлаждение газообразного СО2 происходит за счет подвода холодной воды с температурой 5°С от абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины 8. Равновесная температура конденсации СО2 составляет 15°С. Конденсация и переохлаждение жидкого диоксида углерода до температуры -25°С осуществляется за счет абсорбционной водоаммиачной холодильной машины 9. Далее через дроссельный вентиль 23 жидкий диоксид углерода дросселируется в изотермическую емкость 24 до давления 1,6 МПа. Из изотермической емкости 24 жидкий низкотемпературный диоксид углерода выдается потребителю, а пары СО2 подаются на регенерацию блока осушки диоксида углерода 21.Gaseous СО 2 is compressed in a reciprocating compressor 19 to a pressure of 5 MPa, cooled in a refrigerator 20, dried in a drying unit 21, condensed and supercooled in a condenser 22. Cooling of gaseous СО 2 occurs by supplying cold water with a temperature of 5 ° С from absorption bromine-lithium refrigeration machines 8. The equilibrium condensation temperature of CO 2 is 15 ° C. Condensation and supercooling of liquid carbon dioxide to a temperature of -25 ° C is carried out by means of an absorption water-ammonia refrigeration machine 9. Then, through a throttle valve 23, liquid carbon dioxide is throttled into an isothermal tank 24 to a pressure of 1.6 MPa. From the isothermal tank 24, liquid low-temperature carbon dioxide is supplied to the consumer, and CO 2 vapors are supplied to the regeneration of the carbon dioxide drying unit 21.
Количество холода, вырабатываемого указанными абсорбционными холодильными машинами, достаточно для охлаждения, конденсации и переохлаждения всего СО2, извлекаемого из дымовых газов. Остается еще холод с температурой 5°С, вырабатываемый абсорбционной бромистолитиевой холодильной машиной 8, который используется для охлаждения всего потока воздуха перед блоком его осушки и очистки 28 до температуры 8°С. Это обеспечивает оптимальные условия работы адсорбентов при осушке воздуха. Низкотемпературный холод с температурой -35°С, вырабатываемый абсорбционной водоаммиачной холодильной машиной 9, используется для охлаждения части потока воздуха, подаваемого в основной теплообменник 31 воздухоразделительной установки 4. Это увеличивает холодопроизводительность реализуемого криогенного цикла и выход жидкого кислорода или азота, в зависимости от режима работы воздухоразделительной установки 4.The amount of cold generated by these absorption refrigeration machines is sufficient for cooling, condensing and supercooling all of the CO 2 extracted from the flue gases. There is still a cold with a temperature of 5 ° C generated by the absorption bromide-lithium refrigerating machine 8, which is used to cool the entire air stream before its drying and purification unit 28 to a temperature of 8 ° C. This provides optimal conditions for the operation of adsorbents during air drying. The low-temperature cold with a temperature of -35 ° C produced by the absorption water-ammonia refrigeration machine 9 is used to cool part of the air flow supplied to the main heat exchanger 31 of the air separation unit 4. This increases the cooling capacity of the cryogenic cycle and the output of liquid oxygen or nitrogen, depending on the operating mode air separation unit 4.
Воздух сжимается в компрессоре 25 до среднего давления и охлаждается в теплообменнике-ожижителе 26. Далее он проходит холодильник 27 абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины 8, в котором охлаждается до температуры 8°С, и поступает в блок осушки 28. После блока осушки 28 поток воздуха делится на две части. Одна часть охлаждается в испарителе 29 абсорбционной водоаммиачной холодильной машины 9 до температуры - 25°С и подается в среднюю часть основного теплообменника 31. Другая часть воздуха направляется в основной теплообменник 31. В нижней части основного теплообменника 31 делается отбор части воздуха для расширения его в турбодетандере 30, после чего он подается в верхнюю часть нижней колонны 39 на разделение. Оставшаяся часть воздуха из основного теплообменника 31 направляется в нижнюю часть нижней колонны 39, предварительно дросселируясь через вентиль 32 до рабочего давления нижней колонны.The air is compressed in the compressor 25 to medium pressure and cooled in the heat exchanger-liquefier 26. Then it passes the refrigerator 27 of the absorption bromine-lithium refrigerating machine 8, in which it is cooled to a temperature of 8 ° C, and enters the drying unit 28. After the drying unit 28, the air flow is divided into two parts. One part is cooled in the evaporator 29 of the absorption water-ammonia refrigeration machine 9 to a temperature of -25 ° C and is supplied to the middle part of the main heat exchanger 31. Another part of the air is directed to the main heat exchanger 31. At the bottom of the main heat exchanger 31, part of the air is taken to expand it in the turbine expander 30, after which it is fed to the upper part of the lower column 39 for separation. The remaining air from the main heat exchanger 31 is directed to the lower part of the lower column 39, previously throttled through valve 32 to the operating pressure of the lower column.
Кубовая жидкость из куба нижней колонны через переохладитель 38 дросселируется в верхнюю часть верхней колонны 33 через вентиль 36, пройдя предварительно переохладитель 35.The bottoms liquid from the bottom column cube through the subcooler 38 is throttled to the upper part of the upper column 33 through the valve 36, having previously passed the subcooler 35.
Жидкий азот после конденсации в конденсаторе-испарителе 34 выдается потребителю через переохладитель 37. Жидкий кислород из нижней части верхней колонны 33 через переохладитель 35 также направляется потребителю. В зависимости от режима работы установки производится либо жидкий кислород, либо жидкий азот. Газообразный отбросный азот из верхней части верхней колонны 33, пройдя переохладители 37 и 38, поступает в основной теплообменник 31. После этого он подается в теплообменник-ожижитель 26 и на регенерацию блока осушки 28.After condensation in the condenser-evaporator 34, liquid nitrogen is supplied to the consumer through the subcooler 37. Liquid oxygen from the bottom of the upper column 33 through the supercooler 35 is also sent to the consumer. Depending on the operating mode of the installation, either liquid oxygen or liquid nitrogen is produced. Gaseous waste nitrogen from the upper part of the upper column 33, having passed the subcoolers 37 and 38, enters the main heat exchanger 31. After that, it is supplied to the heat exchanger-fluidizer 26 and the regeneration of the drying unit 28.
В результате эффективного использования природного газа в когенерационной установке заявленного комплекса, в нем производится:As a result of the efficient use of natural gas in the cogeneration unit of the claimed complex, it produces:
- 1200 кВт электрической энергии, из которой 715 кВт потребляется воздухоразделительной установкой, а 385 кВт - холодильной углекислотной установкой, остальные 100 кВт используются на привод вспомогательного оборудования;- 1200 kW of electric energy, of which 715 kW is consumed by an air separation unit, and 385 kW by a carbon dioxide refrigeration unit, the remaining 100 kW is used to drive auxiliary equipment;
- 1440 кВт теплоты, из которых 930 кВт используется в абсорбционной бромистолитиевой холодильной машине, вырабатывающей холодную воду с температурой 5°С для конденсации СО2 и охлаждения воздуха перед блоком осушки, и 430 кВт - в абсорбционной водоаммиачной холодильной машине, обеспечивающей температуру кипения аммиака -35°С, для переохлаждения жидкого диоксида углерода в холодильной углекислотной установке и охлаждения части потока воздуха перед основным теплообменником в воздухоразделительной установке;- 1440 kW of heat, of which 930 kW is used in an absorption bromine-lithium refrigeration machine that produces cold water with a temperature of 5 ° C for condensation of CO 2 and air cooling in front of the drying unit, and 430 kW - in an absorption water-ammonia refrigeration machine that provides ammonia boiling point - 35 ° C, for supercooling liquid carbon dioxide in a carbon dioxide refrigeration unit and for cooling part of the air flow in front of the main heat exchanger in an air separation unit;
- 1200 кг/ч жидкого низкотемпературного диоксида углерода;- 1200 kg / h of liquid low-temperature carbon dioxide;
- 520 кг/ч жидкого кислорода или азота;- 520 kg / h of liquid oxygen or nitrogen;
- 7500 м3/ч газообразного азота.- 7500 m 3 / h of gaseous nitrogen.
Объединение когенерационной установки 1, парового котла 7, холодильной углекислотной установки 3 и абсорбционно-десорбционной установки 2 с воздухоразделительной установкой 4 дает возможность эффективно использовать вырабатываемую теплоту с потенциалом 90-100°С и теплоту с потенциалом 500°С для производства холода, расходуемого для повышения эффективности производства как жидкого низкотемпературного диоксида углерода и газообразного азота, так и жидких кислорода или азота.The combination of a cogeneration unit 1, a steam boiler 7, a carbon dioxide refrigeration unit 3, and an absorption and desorption unit 2 with an air separation unit 4 makes it possible to efficiently use the generated heat with a potential of 90-100 ° C and heat with a potential of 500 ° C to produce cold used to increase production efficiency of both liquid low-temperature carbon dioxide and nitrogen gas, and liquid oxygen or nitrogen.
Заявленный автономно действующий комплекс обладает высоким КПД. При производстве электроэнергии и теплоты, используемых в самом комплексе, а также жидкого низкотемпературного СО2, жидкого О2 (или жидкого N2) и газообразного N2, эксергетический КПД комплекса равен 12%. Известный комплекс, производящий только жидкий СО2 и газообразный азот, имеет эксергетический КПД не выше 2%.The claimed autonomous operating complex has high efficiency. In the production of electricity and heat used in the complex itself, as well as liquid low-temperature CO 2 , liquid O 2 (or liquid N 2 ) and gaseous N 2 , the exergy efficiency of the complex is 12%. The known complex, producing only liquid CO 2 and gaseous nitrogen, has an exergy efficiency of not more than 2%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144508/22U RU96416U1 (en) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | COMPLEX FOR AUTONOMOUS PRODUCTION OF LIQUID LOW-TEMPERATURE CARBON DIOXIDE AND GAS-NITROGEN, AND ALSO LIQUID OXYGEN OR NITROGEN |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144508/22U RU96416U1 (en) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | COMPLEX FOR AUTONOMOUS PRODUCTION OF LIQUID LOW-TEMPERATURE CARBON DIOXIDE AND GAS-NITROGEN, AND ALSO LIQUID OXYGEN OR NITROGEN |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96416U1 true RU96416U1 (en) | 2010-07-27 |
Family
ID=42698337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009144508/22U RU96416U1 (en) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | COMPLEX FOR AUTONOMOUS PRODUCTION OF LIQUID LOW-TEMPERATURE CARBON DIOXIDE AND GAS-NITROGEN, AND ALSO LIQUID OXYGEN OR NITROGEN |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU96416U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2735977C1 (en) * | 2020-01-14 | 2020-11-11 | Публичное акционерное общество "НОВАТЭК" | Natural gas liquefaction method and apparatus for implementation thereof |
| RU2739165C1 (en) * | 2019-12-27 | 2020-12-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Power technological complex of natural gas processing and method of operation of complex |
| CN114485051A (en) * | 2022-01-24 | 2022-05-13 | 广州市华达石化有限公司 | Liquid ammonia dual-condition refrigerating system and liquid carbon dioxide production equipment |
-
2009
- 2009-12-01 RU RU2009144508/22U patent/RU96416U1/en active IP Right Revival
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2739165C1 (en) * | 2019-12-27 | 2020-12-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Power technological complex of natural gas processing and method of operation of complex |
| RU2735977C1 (en) * | 2020-01-14 | 2020-11-11 | Публичное акционерное общество "НОВАТЭК" | Natural gas liquefaction method and apparatus for implementation thereof |
| CN114485051A (en) * | 2022-01-24 | 2022-05-13 | 广州市华达石化有限公司 | Liquid ammonia dual-condition refrigerating system and liquid carbon dioxide production equipment |
| CN114485051B (en) * | 2022-01-24 | 2023-06-20 | 广州市华达石化有限公司 | Liquid ammonia double-working-condition refrigerating system and liquid carbon dioxide production equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liang et al. | Investigation of a refrigeration system based on combined supercritical CO2 power and transcritical CO2 refrigeration cycles by waste heat recovery of engine | |
| US2548508A (en) | Thermal system | |
| US5572861A (en) | S cycle electric power system | |
| CN106170668A (en) | A kind of steam driven method of offer | |
| CN103438598B (en) | Based on folding type cooling system and the method for just inverse circulation coupling | |
| CN104963732A (en) | Combined circulating energy supplying system | |
| CN112554983A (en) | Liquid carbon dioxide energy storage system and method coupled with kalina cycle | |
| CN102650478A (en) | Trans-critical-compression/absorption composite refrigeration device utilizing low-grade heat | |
| CN105401988B (en) | Utilize the efficient circulation system of vortex tube | |
| JP3640023B2 (en) | Emission CO2 recovery system | |
| CN104949372B (en) | New type of compression secondary injection refrigeration system with gas-liquid separator | |
| RU96416U1 (en) | COMPLEX FOR AUTONOMOUS PRODUCTION OF LIQUID LOW-TEMPERATURE CARBON DIOXIDE AND GAS-NITROGEN, AND ALSO LIQUID OXYGEN OR NITROGEN | |
| CN113339696A (en) | Carbon dioxide pressurizing storage device and method | |
| CN105066508B (en) | A kind of efficient injection absorption refrigerating machine for freezing and refrigeration | |
| CN202133185U (en) | High-temperature steam-generating heat pump system | |
| Bhatia | Overview of vapor absorption cooling systems | |
| CN105041396A (en) | Combined cycle energy supply system | |
| CN113883739B (en) | CO of composite absorption refrigeration and organic Rankine cycle2Pressure-increasing storage device | |
| Hu et al. | Performance analysis and working fluid selection of organic Rankine steam compression air conditioning driven by ship waste heat | |
| CN216204314U (en) | Waste heat recovery type high-temperature hot water-steam unit | |
| CN104963733A (en) | Combined cycle energy supply system | |
| CN108800651A (en) | A kind of thermoelectricity air cooling tubes condenser safe production in summer device based on power peak regulation round the clock | |
| CN104110914A (en) | Piston-type high-temperature heat pump device for waste heat recovery | |
| CN202402165U (en) | Gas cycle tail gas refrigeration mixed gas dehumidification system | |
| CN207113283U (en) | Novel waste heat refrigerating plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20111202 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20140120 |