SU851032A1 - Способ разделени воздуха - Google Patents

Description

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к разделению воздуха, а именно к очистке воздуха от примесей с помощью адсорбен- $ тов.

Известен способ разделения воздуха, согласно которому воздух перед разделением очищается в одном из адсорберов на адсорбентах, при этом доохлаждение адсорбента после регенерации перед включением на самостоятельную работу осуществляется параллельной работой с ранее работавшим адсорбентом [1] . —

Недостатками этого способа являются унос тепла при доохлаждении адсорбента в блок разделения и компенсация его низкотемпературным холодом, сложность управления установкой.

Наиболее близким к предлагаемому *0 является способ разделения воздуха методом низкотемпературной ректификации, включающий очистку воздуха на адсорбентах, с последующей регенерацией адсорбента нагревом и последующего его охлаждения регенерирующим газом.

В этом способе воздух, подаваемый на разделение, очищается от примесей на адсорбентах, с последующей реге- 30 нерацией адсорбента. Регенерация адсорбента включает стадии десорбции и последующее охлаждение отбросным газом из блока разделения. Охлаждение адсорбента заканчивается при температуре охлаждающего газа после адсорбента, примерно равной температуре окружающей среды. Затем адсорбер наполняют воздухом до рабочего давления с целью его доохлаждения, при этом за счет эффекта сжатия газа температура адсорбента повышается. Тёпло, оставшееся после охлаждения адсорбента регенерирующим газом, и ' тепло, образовавшееся за счет эффекта сжатия, выносится потоком очищаемого воздуха в блок разделения, нарушая при этом режим работы последнего. Для уменьшения последствий нарушения режима работы блока оба адсорбера включаются на параллельную работу, при этом потоки распределяют так, чтобы температура на входе в блок не повышалась выше исходной рабочей более чем на 3-4°С. После доохлаждения адсорбента весь поток направляют через отрегенерированный адсорбер [2].

Недостатками этого способа являются дополнительный расход ниэкотем пера'турного холода на компенсацию тепла, вносимого в блок разделения, нарушение режима работы блока, сложность управления.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса разделения воз- духа. ⁵

Поставленная цель достигается тем, что перед подачей воздуха на очистку производят дополнительное охлаждение адсорбентов до температуры, ниже температуры очищаемого воздуха на 5-10° ⁰ регенерирующим газом, температуру которого снижают путем теплообмена с газами, выходящими из воздухоразделительной установки.

Кроме того температуру регенери- 15 рующего газа снижают путем применения внешнего источника холода.

На чертеже изображена установка, реализующая предлагаемый способ.

Установка содержит блок 1 разделе- 20 ния воздуха, адсорберы 2 и 3, теплообменное устройство 4 на потоке охлаждающего газа, поток 5 воздуха на очистку, регенерирующий газ 6,хладагент 7. 25

Воздух перед поступлением в блок разделения очищается от примесей на адсорбентах в адсорбере 2, адсорбент в адсорбере 3 регенерируют. После десорбции примесей путем нагрева ,_п адсорбента регенерирующим газом, ^1,0 например, до 350°С, производят охлаждение адсорбента до 0-3°С, т.е. на* 5-10° ниже температуры очищаемого воздуха, регенерирующим газом, охлаж- _ денным в теплообменном устройстве 4 35 путем теплообмена, например, -с продукционным кислородом (азотом), выходящим из блока разделения, или используют холод от сторонней холодильной фреоновой машины. Например, при 40 производительности установки разделения воздуха 2200 Нм®/ч, по перерабатываемому воздуху, работающей под давлением 34 кгс/см^а, необходимо за счет переохлаждения вынести из блока очистки 125000 кал. При внесении этого тепла в блок разделения воздуха это привело бык недополучению 300 кг жидкости в течение 3-х часов и соответственно снизило бы производительность установки. Для исключе- . ^u ния этого'явления используется поток кислорода или азота с расходом 5000 .Нм^ъ/ч и температурой 3®С, вы ходящего из блока разделения воэду- > ха, или холод холодильной машины производительностью 60000 ккал/ч в течение 2-х часов.

При покрытии этих потерь за счет низкотемпературного холода тратится энергии в 4 раза больше, чем при использовании холода холодильной фреоновой машины. Охлаждение адсорбента, производят ниже температуры ис~® ходного очищаемого воздуха на 5-10°С^ чтобы после выполнения адсорбера очищаемым воздухом температура воздуха не изменилась. После этого производят переключение адсорберов, поток очищаемого воздуха подают на адсорбцию в адсорбер 3, а в адсорбер 2 регенерирующий на десорбцию примесей.

Реализация предлагаемого способа разделения воздуха позволяет по сравнению с известными способами устранить тепловую пробку и за счет стабилизации режима работы установки увеличить ее производительность на 5-7%, а также приводит к упрощению управления блоком разделения.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к химическо промьшшенности, в частности к разделению воздуха, а именно к очистке во духа от примесей с помощью ащсорвенто в. Известен способ разделени  воздух согласно которому воздух перед разделением очищаетс  в одном из адсорберов на адсорбентах, при этом доохлаждение адсорбента после регенерации перед включением на самосто тель ную работу осуществл етс  параллельной работой с ранее работавшим адсор бентом 1 . Недостатками этого способа  вл ютс  унос тепла при доохлаждении адсорбента в блок разделени  и кокшенсаци  его низкотемпературным холодом сложность управлени  установкой. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ разделени  воздуха методом низкотемпературной ректификации , включающий очистку воздуха на адсорбентах, с последующей регенерацией адсорбента нагревом и последующего его охлаждени  регенерирующим газом. В этом способе воздух, подаваемый на разделение, очищаетс  от примесей на адсорбентах, с последующей регенерацией адсорбента. Регенераци  адсорбента включает стгщии десорбции и последующее охлаждение отбросным газом из блока разделени . Охлаждение адсорбента заканчиваетс  при температуре охлаждающего газа после адсорбента, примерно равной температуре окружгиощей среды. Затем адсорбер наполн ют воздухом до рабочего давлени  с целью его доохлаждени , при зтом за счет эффекта сжати  газа температура адсорбента повышаетс . тепло, оставшеес  после охлаждени  адсорбента регенерирующим газом, и тепло, образовавшеес  за счет эффекта сжати , выноситс  потоком очищаемого воздуха в блок разделени , наруша  при этом режим работы последнего . Дл  уменьшени  последствий нарушени  режима работы блока оба адсорбера включаютс  на параллельную работу, при этом потоки распредел ют так, чтобы температура на входе в блок не повьвиалась выше исходной рабочей более чем на 3-4С. После доохлаждени  адсорбента весь поток направл ют через отрегенерированный адсорбер С23. Недостатками этого способа  вл ютс  дополнкз-ельиый расход низкотем пературного холода на компенсацию тепла, вносимого в блок разделени , нарушение режима работы блока, сложность управлени . Цель изобретени  - повышение эффективности процесса разделени  воздуха . Поставленна  цель достигаетс  тем что перед подачей воздуха на очистку производ т дополнительное охлаждени адсорбентов до температуры, ниже тем пературы очищаемого воздуха на 5-10° регенерирующим газом, температуру ко торого снижают путем теплообмена с газами, выход щими из воздухораздели тельной установки. Кроме того температуру регенерирующего газа снижают путем применени внешнего источника холода. На чертеже изображена установка, реализующа  предлагаемый способ. Установка содержит блок 1 разделе ни  воздуха, адсорберы 2 и 3, теплооьменнре устройство 4 на потоке охлаждающего газа, поток 5 воздуха на очистку, регенерирующий газ б,хладагент 7. Воздух перед поступлением в блок 1 разделени  очищаетс  от примесей на адсорбентах в адсорбере 2, адсорбент в адсорбере 3 регенерируют. Пос ле десорбции примесей путем.нагрева адсорбента регенерирующим газом, например, до 350°С, производ т охлаждение адсорбента до , т.е. на 5-10° ниже температуры очищаемого воздуха, регенерирующим газом, охлаж денным в теплообменном устройстве 4 путем теплообмена, например, с продукционным кислородом (азотом)i выход щим из блока разделени , или используют холод от сторонней холоди ной фреоновой машины. Например, при производительности установки разделени  воздуха 2200 , по перерабатываемому воздуху, работающей по давлением 34 кгс/см, необходимо за счет переохлаждени  вынести из блока очистки 125000 кал. При внесении этого тепла в блок разделени  возду ха это привело бы к недополучению300 кг жидкости в течение 3-х часов и соответственно снизило бы производительность установки. Дл  исключе ни  этого звлени  используетс  поток кислорода или азота с расходом , и температурой , выход щего из блока разделени  возду- ха, или холод холодильной машины производительностью бОООО ккал/ч в течение 2-х часов. При покрытии этих потерь за счет низкотемпературного холода тратитс  энергии в 4 раза больше, чем при использовании холода холодильной фреоновой машины. Охлаждение адсорбента , производ т ниже температуры ис- ходного очищаемого воздуха на чтобы после выполнени  адсорбера очищаемым воздухои температура воздуха не изменилась. После этого производ т переключение адсорберов/ поток очищаемого воздуха подают на адсорбцию в адсорбер 3, а в адсорбер 2 регенерирующий на десорбцию примесей. Реализаци  предлагаемого способа разделени  воздуха позвол ет по сравнению с известными способами устранить тепловую пробку и за счет стабилизации режима работы установки увеличить ее производительность на 5-7%, а также приводит к упрощению управлени  блоком разделени . Формула изобретени  1.Способ разделени  воздуха методом низкотемпературной ректификации, включающий очистку воздуха на адсорбентах с последующими регенерацией адсорбента путем нагрева и его охлаждением регенерирующим газом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса, перед подачей воздуха на очистку производ т дополнительное охлаждение адсорбентов до температуры, ниже температуры очищаемого воздуха на 5-10 регенерирук цим газом, который охлаждают путем теплообмена с газами, выход щими из установки разделени . 2,Способ по п. 1, отличающийс  тем, что регенерирующий газ дополнительно охлаждают путем применени  внешнего источника холода . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кислород. Справочник под ред. Д.Л.Глизманенко, М., 1973, т. П, с. 164.
2. 2.Криогенное оборудование. Каталог , М., 1976, ч. II, с. 65.