SU777372A1 - Способ выпуска кислорода из воздухо-разделительной установки - Google Patents

Способ выпуска кислорода из воздухо-разделительной установки Download PDF

Info

Publication number
SU777372A1
SU777372A1 SU772476398A SU2476398A SU777372A1 SU 777372 A1 SU777372 A1 SU 777372A1 SU 772476398 A SU772476398 A SU 772476398A SU 2476398 A SU2476398 A SU 2476398A SU 777372 A1 SU777372 A1 SU 777372A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
oxygen
air
liquid
evaporation
mpa
Prior art date
Application number
SU772476398A
Other languages
English (en)
Inventor
Лидия Петровна Даниленко
Сергей Сергеевич Петухов
Николай Константинович Поливалин
Анатолий Иванович Туманов
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3605
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-3605 filed Critical Предприятие П/Я А-3605
Priority to SU772476398A priority Critical patent/SU777372A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU777372A1 publication Critical patent/SU777372A1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04472—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages
    • F25J3/04496—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages for compensating variable air feed or variable product demand by alternating between periods of liquid storage and liquid assist
    • F25J3/04503—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages for compensating variable air feed or variable product demand by alternating between periods of liquid storage and liquid assist by exchanging "cold" between at least two different cryogenic liquids, e.g. independently from the main heat exchange line of the air fractionation and/or by using external alternating storage systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/04084—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04218—Parallel arrangement of the main heat exchange line in cores having different functions, e.g. in low pressure and high pressure cores
    • F25J3/04224—Cores associated with a liquefaction or refrigeration cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04563—Integration with a nitrogen consuming unit, e.g. for purging, inerting, cooling or heating
    • F25J3/04575—Integration with a nitrogen consuming unit, e.g. for purging, inerting, cooling or heating for a gas expansion plant, e.g. dilution of the combustion gas in a gas turbine
    • F25J3/04581—Hot gas expansion of indirect heated nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/50—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
    • F25J2240/10—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream the fluid being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/90—Hot gas waste turbine of an indirect heated gas for power generation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/40—One fluid being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/42—One fluid being nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/50—One fluid being oxygen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

1
Изобретение относитс  к технике разделени  трудно конденсируемых газов, нанример воздуха, касаетс  способа его разделени  и может быть применено в воздухоразделительных установках дл  хранени  больших количеств продуктов разделени  воздуха в жидком виде и снабж.ени  ими нотребител , имеющего неравномерный по времени характер нотреблени .
Известен способ разделени  воздуха методом низкотемпературной ректификации с получением кислорода в качестве продукта разделени , в котором снабжение кислородом нотребител  с неравномерным по времени потреблением производ т за счет подачи жидкого продукта из сторонней емкости 1.
Известен способ разделени  воздуха низкотемпературной ректификации с получением жидких продуктов разделени , например азота и кислорода, постепенного их накапливани , причем в период увеличени  их потреблени  жидкий продукт испар ют и направл ют потребителю 2.
Однако получение продуктов в жидком виде по меньшей мере в два раза превышает затраты энергии на получение продуктов в газообразном виде. Кроме того этот способ не обеспечивает компенсации при уменьшении потреблени  продуктов,
вырабатываемых воздухоразделительным агрегатом, и избыток его приходитс  выбрасывать в атмосферу. Наиболее близким по технической суш,5 ности  вл етс  способ выпуска кислорода из воздухоразделительной установки в услови х неравномерного потреблени , включающий охлаждение избытка кислорода, получающегос  в период пониженного но10 треблени , конденсацию и хранение занаса жидкости с последующим его испарени .ем в период повышенного потреблени  с использованием дл  конденсации и иенарени  кислорода, соответственно, жидкого
15 или газообразного азота или воздуха 3.
Недостатками известного способа  вл ютс  небольшие допустимые пределы изменени  выдачи кислорода из воздухоразделительной установки. Это объ сн етс 
20 отрицательным воздействием двух основных факторов.
Во-нервых, азот, сконденсированный при испарении аккумулированного жидкого кислорода , выводитс  из процесса ректификации, так как его затем испар ют и вывод т из установки под давлением, близким к атмосферному. Следовательно, процесс ректификации ухудшаетс . Во-вторых, температура конденсации и хранени  кис30 лорода в жидком виде соответствует давлению , близкому к атмосферному, а давление конденсации и хранени  жидкого азота 0,5-0,6 МПа. В этих услови х дл  конденсации (испарени ) 1 м кислорода необходимо испарить (сконденсировать) около 1,4 м азота. Это приводит к тому, что нри уменьшении (увеличении) выдачи кислорода на 1 м объемный расход газа обратного потока увеличиваетс  (уменьшаетс ) на 1,4 м. То есть при прекращении выдачи кислорода обратный ноток в регенераторе будет превышать пр мой на 8%. Поскольку это превышение должно быть не более 2,5-3%, то выдача кислорода может быть уменьшена не более, чем на 25%. При этом исключена возможность подогрева детандерного потока; турбодетандер должен быть выключен из работы, что, в свою очередь, приведет к испарению части жидкости и, как следствие, увеличению расхода газа обратного потока. При увеличении выдачи кислорода из нижней колонны отбирают примерно 1,4 м азота на 1 м увеличенной выдачи кислорода, что приводит к ухудшению флегмового питани  верхней колонны, что недопустимо при получении технического кислорода или аргона .
Кроме того, необходимо часто перестраивать режим работы воздухоразделительной установки.
Целью изобретени   вл етс  уменьшение энергозатрат на получение единицы продукта и увеличение компенсационной способности .
Поставленна  цель достигаетс  тем, что избыток кислорода перед охлаждением сжимают до давлени  0,3-0,8 МПа.
Кроме того, жидкий воздух или азот перед испарением сжимают до давлени  0,7-2,0 МПа и после испарени  и нагревани  расшир ют с производством внешней работы, причем часть воздуха или азота после испарени  расшир ют нри 100- 200°С.
На фиг. 1-5 приведены различные варианты принципиальных схем устройств дл  осуществлени  предлагаемого способа.
Схема содержит компрессор 1, регенератор 2, конденсатор-испаритель 3, адсорбер 4, ресивер 5 жидкого кислорода, ресивер 6 жидкого воздуха, дроссельный вентиль 7, регенератор 8 (фиг. 1), насос 9, газовую турбину 10 (фиг. 2), теплообменник И, регенератор 12 (фиг. 3), смеситель 13
(фиг. 4).;
На прилагаемых фиг, сам процесс низкотемпературной ректификации не показан , так как он может быть выполнен по любой классической схеме, а указаны лишь дополнительное охлаждение, испарение и конденсаци  продуктов разделени , выход щих из воздухоразделительных устройств и схемы компенсации неравномерностей потреблени  продуктов разделени .
По схеме (фнг. 1) компенсацию неравномерностей потреблени  кислорода осуществл ют следующим образом.
В период с пониженным потреблением кислорода избыток кислорода (например, 100 моль) сжимают в компрессоре I до давлени  0,7-0,75 МПа, после чего его охлаледают в регенераторе 2, конденсируют в конденсаторе-испарителе 3 и направл ют через адсорбер 4 в ресивер 5 жидкого кислорс 1;а, в котором жидкость хран т под давлением 0,7-9,75 МПа. Жидкий воздух в количестве около 100 моль отбирают из ресивера жидкого воздуха, который в нем хранитс  под давлением 0,4- 0,42 МПа, дросселируют в вентиле 7 до давлени  0,12-0,13 МПа, испар ют в конденсаторе-испарителе 3. Полученные пары после нагрева в регенераторе 8 выбрасывают в атмосферу.
В период с повышенным потреблением кислорода в компрессоре 1 сжимают 100 моль воздуха до давлени  0,39-0,42 МПа, охлаждают и очищают от примесей в рег .енераторе 8, конденсируют в конденсатореиспарителе 3 и сливают в ресивер 6 жидкого воздуха, где жидкий воздух накапливают и хран т под давлением 0,39- 0,42 МПа. Кислород испар ют под давлением 0,12-0,13 МПа, дл  чего жидкий кислород неред конденсатором дросселируют в вентиле 7.
Дл  компенсации холодопотерь установки в конденсатор-испаритель 3 нар ду с кислородом из ресивера 5 (около 100 моль) ввод т жидкий кислород из блоков разделени  Б количестве 1-2 моль. Затем цикл вновь повтор етс .
При работе установки по схеме (фиг. 2) избыток кислорода в количестве 100 моль сжимают в компрессоре 1 до давлени  0,7-9,75 МПа, охлаждают в регенераторе 2, конденсируют прн 114-115°К в конденсаторе-испарителе 3 и сливают в ресивер 5, где его хран т под этим же давлением. Из воздухоразделительных установок отбирают жидкий воздух в количестве 3,5- 4,5 моль на 100 моль конденсируемого кислорода . Жидкий воздух можно отбирать непрерывно, слива  его в ресивер 6 жидкого воздуха, либо периодически. Дл  конденсации 100 моль кислорода из ресивера 6 отбирают 103,5-104,5 МПа и испар ют в коденсаторе-испарителе 3. Около 10 моль воздуха, нагретого в регенераторе 8 до 140-150°К, возвращают в одну из воздухоразделительных установок, где за счет этого воздуха может быть получен холод, либо он может быть нагрет до 290-300°К и использован дл  производственных нужд. Остальные 93,5-94,5 моль воздуха под давлением 1,2-1,3 МПа нагревают в регенераторе 8 до температуры 290-300°К, а затем за счет низкотемпературного тепла подогревают дополнительно до температуры 300-500°К и расшир ют с получением внешней работы в газовой турбине 10 до атмосферного давлени , либо до давлени  0,5-0,6 МПа. В носледнем случае воздух может быть использован в воздухоразделительных установках дл  получени  кислорода .
При работе по такой схеме затраты энергии , на осуществление предлагаемого способа существенно снижаютс , но устройство сказываетс  в большей мере св занным с воздухоразделительной установкой и в большей мере будет нарушать режим ее работы.
По-схеме (фиг. 3) устройство дл  осуществлени  предлагаемого способа совершенно не зависит от воздухоразделительиой установки. В период с уменьшенным потреблением кислорода избыток кислорода (например, 100 моль) отбирают из коллектора , сжимают в компрессоре 1 до давлени  0,6 МПа, охлаждают в регенераторе 2, после чего конденсируют в теплообменнике И (частично) и в конденсаторе-испарителе 3. Жидкой кислород сливают через адсорбер 4 в ресивер 5 и хран т при температуре , соответствующей температуре конденсации при давлении 0,6 МПа. Жидкий воздух перед испарением сжимают насосом 9 до давлеии  1,1 - 1,3 МПа. Часть испарившегос  воздуха (примерно, 30%) расшир ют с производством внешней работы газовой турбине 10. Полученную после расптиреии  парожидкостную смесь нагревают сначала в теплообменнике II за счет конденсащ1н кислорода, а затем в регенераторе 8. Этот воздух служит дл  удалени  с насадки регенератора примесей. После нагрева до 290-300°К его выбрасывают в атмосферу. Остальной поток воздуха (примерно, 70%) пропускают через другой регенератор 12, нагревают в нем до 290-300°К и направл ют на технологию.
При расширении на низком температурном уровне более 35% полученных - паров иекоторое количество кислорода или жидкого воздуха может быть получено в жидком виде и выведено из установки.
При увеличении потреблени  кислорода продесс осуществл етс  аналогично онисанному выше. При этом около 2-3 моль кпслорода испар ют за счет теплопритока из окружающей среды.
По схеме (фиг. 2) работа регенераторов будет периодической, так как самоочистка насадки от примесей не обеспечиваетс . При работе установки по схемам (фиг. 3, 4, 5) может быть обеспечена самоочистка иасадки регенераторов или поверхности теплообменников, или по крайней мере нериодичность их отогрева может быть суш .ественно увеличена.
По схемам (фиг. 4, 5) способ осуществл ют при наименьших энергозатратах. В период с уменьшенным потреблением кислорода (фиг. 4) кислород, например 100 моль, сжимают в компрессоре 1 до давлени  0,3-0,4 МПа. Желательно дл  сжати  отбирать сухой кислород, тогда теплообмен осуществл ют в одном теплообменнике (регенераторе ). Кислород пропускают по змеевикам регенератора 2, охлаждают и около 85 моль конденсируют в конденсаторе-испарителе 3 за счет испарени  жидкого воздуха . Около 15 моль кислорода в виде газа ввод т непосредственно в жидкость через смеситель 13. В ресивере 5 вводимый газообразиый кислород сжижаетс , подогрева  жидкий кислород и несколько повыша  его давление. По мере повышени  давлени  жидкого кпслорода скрыта  теплота конденсации его уменьшаетс  и, как было показано выше, при давлении около 0,6- 0,8 МПа может быть достигнуто полное равновесие со скрытой теплотой парообразоваии  воздуха, то есть при конденсации 1 моль кислорода будет испар тьс  1 моль жидкого воздуха и наоборот.
Жидкий воздух в количестве 96-97 моль отбирают из ресивера 6, сжимают насосом 9 до давлени  0,75-9,8 МПа, испар ют в конденсаторе-испарителе 3 и большей частью (около 80 моль) нагревают в регенераторе 8 до температуры 290-300°К, после чего направл ют на технологию 16- 17 моль воздуха, отбирают из средней части регенератора 8 при 120-122°К ч расшир ют с производством внешней работь в газовой турбине 10, после чего его воздух нагревают сначала в теплообменнике 11 за счет частичной конденсации кислорода. а затем в регенераторе 2 до 290-300°К, затем выбрасывают в атмосферу.
В период с увеличенным потреблением кислорода (фиг. 5) отбирают из ресивера 5 жидкий кислород, дросселируют его в вентиле 7 и испар ют в конденсаторе-испарителе 3. Испарившийс  кислород пропускают по змеевикам регенератора 2, пос. е которого направл ют потребителю. Пр мым потоком по регенератору 2 служит воз.т,ух, сжатый в компрессоре 1 до давлени  0,39-0,42 МПа. Охлажденный и очищенный в регенераторе воздух конденсируют в регенераторе, воздух конденсируют в конденсаторе-испарителе 3 и сливают через адсорбер 4 в ресивер 6. Дл  очистки насадки регенератора 2 от примесей часть кислорода пропускают через насадку регенератора и (или) периодически включают в работу другой регенератор на врем  отогрева и удалени  примесей с насадки работающего регенератора.
Внедрение данного изобретени  на металлургических заводах позволит отказатьс  от строительства новых газгольдеров газообразного кислорода, значительно уменьшить территорию дл  этих целей и, что самое главное, существенно улучшить кнслородоснабл ение металлургических заводов , исключить выбросы кислорода и утилизировать жидкость, сливаемую из воздухоразделительных установок при их остановках на ремонты.

Claims (3)

1. Способ выпуска кислорода из воздухоразделительной установки в услови х неравномерного потреблени , включающий охлаждение избытка кислорода, получающегос  в период пониженного потреблени , конденсацию и хранение запаса жидкости с последующим его испарением в период повыщенного потреблени  с использованием дл  конденсации и испарени  кислорода , соответственно, жидкого или газообразного азота или воздуха, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  энергозатрат и увеличени  компенсационной способности, избыток кислорода перед охлаждением сжимают цо давлени  0,3- 0,8 МПа.
2.Способ по п. I, отличающийс  тем, что жидкий воздух или азот перед испарением сжимают до давлени  0,7- 2,0 МПа н после испарени  и нагревани  расшир ют с производством внешней работы .
3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийс   тем, что часть воздуха или азота после испарени  расшир ют при 100-200°С.
Источники информации, прин тые во внимание при экспертизу
1.Патент Англии № 964947, кл. F 4 Р, 1961.
2.Справочник «Кислород под ред. Д. Л. Глизманенко. М., т. 2, 1973, с. 279-285.
3.Патент Японии № 2-1032, кл. 13 (7) В 32, 1974 (прототип).
Кис/ 0рад
/fl/CmffGf/ -JXJ
ввздух
ж/город
1 3Воздух
SU772476398A 1977-04-08 1977-04-08 Способ выпуска кислорода из воздухо-разделительной установки SU777372A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772476398A SU777372A1 (ru) 1977-04-08 1977-04-08 Способ выпуска кислорода из воздухо-разделительной установки

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772476398A SU777372A1 (ru) 1977-04-08 1977-04-08 Способ выпуска кислорода из воздухо-разделительной установки

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU777372A1 true SU777372A1 (ru) 1980-11-07

Family

ID=20705154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772476398A SU777372A1 (ru) 1977-04-08 1977-04-08 Способ выпуска кислорода из воздухо-разделительной установки

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU777372A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0250390A2 (de) * 1986-05-14 1987-12-23 VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft Einrichtung zum Zerlegen von Luft mit Speicherung von Produktgas in flüssiger Form

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0250390A2 (de) * 1986-05-14 1987-12-23 VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft Einrichtung zum Zerlegen von Luft mit Speicherung von Produktgas in flüssiger Form
EP0250390A3 (de) * 1986-05-14 1988-04-13 VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft Einrichtung zum Zerlegen von Luft mit Speicherung von Produktgas in flüssiger Form

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1174587A (en) Nitrogen generator cycle
KR0144129B1 (ko) 기체 산소를 생성시키기 위한 저온 공기 분리 시스템
US4410343A (en) Air boiling process to produce low purity oxygen
US4133662A (en) Production of high pressure oxygen
JPH087019B2 (ja) 空気の高圧低温蒸留方法
JPS61503047A (ja) 低エネルギ−高純度酸素およびアルゴン
JP3204452B2 (ja) 複数の塔によって酸素製品を伴って窒素製品を製造する方法
US3217502A (en) Liquefaction of air
KR19980041779A (ko) 케틀 액체 탑을 사용한 저온 정류 장치
KR970004727B1 (ko) 공기 유입물의 극저온 증류를 위한 공정
NO174684B (no) Fremgangsmaate ved fremstilling av nitrogen ved destillasjon av luft
KR970075810A (ko) 고순도 질소 발생기 및 고순도 질소 생성 방법
HU215195B (hu) Eljárás levegő szétválasztására oxigéngáz változó igénynek megfelelő előállításához
JPH06241649A (ja) 空気精留により少なくとも一つの圧力下のガス状製品と少なくとも一つの液体を製造する方法並びに設備
US5899093A (en) Process and apparatus for the production of nitrogen by cryogenic distillation
JPH0784983B2 (ja) 空気の低温蒸留方法
JPH11257843A (ja) プロセス流れの圧縮のための廃棄物膨張の使用を伴う加圧空気分離方法
TW536615B (en) Air separation method to produce gaseous product
SU777372A1 (ru) Способ выпуска кислорода из воздухо-разделительной установки
US6305191B1 (en) Separation of air
KR100328608B1 (ko) 극저온정류재생기시스템
US3605423A (en) Air rectification with multiple reboilers and condensers
US3392536A (en) Recompression of mingled high air separation using dephlegmator pressure and compressed low pressure effluent streams
KR19980033079A (ko) 초 고순도 질소 정제기를 구비한 초 고순도 산소 증류 유니트
JPH06207776A (ja) 窒素と酸素を製造する方法及び設備