UA79319C2 - Method of cleaning and separation of mixtures by rectification and mass-exchange apparatus - Google Patents
Method of cleaning and separation of mixtures by rectification and mass-exchange apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- UA79319C2 UA79319C2 UAA200503953A UAA200503953A UA79319C2 UA 79319 C2 UA79319 C2 UA 79319C2 UA A200503953 A UAA200503953 A UA A200503953A UA A200503953 A UAA200503953 A UA A200503953A UA 79319 C2 UA79319 C2 UA 79319C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- nozzle
- refrigerant
- concentration
- evaporator
- receiving chamber
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 206010062717 Increased upper airway secretion Diseases 0.000 claims description 27
- 208000026435 phlegm Diseases 0.000 claims description 27
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 15
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 8
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 29
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 20
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 5
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 4
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- PDEXVOWZLSWEJB-UHFFFAOYSA-N krypton xenon Chemical compound [Kr].[Xe] PDEXVOWZLSWEJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 3
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010003497 Asphyxia Diseases 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N dichlorodifluoromethane Chemical compound FC(F)(Cl)Cl PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019404 dichlorodifluoromethane Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- CYRMSUTZVYGINF-UHFFFAOYSA-N trichlorofluoromethane Chemical compound FC(Cl)(Cl)Cl CYRMSUTZVYGINF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до криогенної техніки, зокрема до очищення і розділення багатокомпонентних сумішей, 2 що містять інертні гази, одержаних на повітрярозділових установках, і може бути використано в нафтохімічній промисловості при розділенні сумішей, що містять два цільові компоненти, один з яких має температуру потрійної точки, що перевищує температуру кипіння іншого цільового компоненту.The invention relates to cryogenic technology, in particular to the purification and separation of multicomponent mixtures, 2 containing inert gases obtained at air separation plants, and can be used in the petrochemical industry for the separation of mixtures containing two target components, one of which has a triple point temperature, that exceeds the boiling point of the other target component.
Відомий спосіб розділення криптоно-ксенонового концентрату, що включає попереднє розділення концентрату на криптонову і ксенонову фракції в колоні ректифікації (масообмінному апараті) попереднього 70 розділення, очищення ректифікацією кожної фракції від летючих і важколетючих компонентів з утворенням флегми в конденсаторах-випарниках за рахунок випаровування рідкого хладагенту і отримання продукційних криптону і ксенону |див. патент Р.Ф. 2213609 кл. В01053/001І.There is a known method of separating the krypton-xenon concentrate, which includes preliminary separation of the concentrate into krypton and xenon fractions in a rectification column (mass exchange apparatus) of the previous 70 separation, purification of each fraction by rectification from volatile and non-volatile components with the formation of phlegm in the evaporator condensers due to the evaporation of the liquid refrigerant and production of krypton and xenon | see patent R.F. 2213609 class B01053/001I.
Недоліком відомого способу є значна витрата хладагенту на одиницю суміші, що переробляється.The disadvantage of the known method is the significant consumption of refrigerant per unit of the processed mixture.
Метою винаходу є зменшення потреби хладагенту на одиницю суміші, що переробляється, підвищення надійності і зменшення металоємності.The purpose of the invention is to reduce the need for coolant per unit of the processed mixture, increase reliability and reduce metal capacity.
Поставлена мета досягається тим, що в способі очищення і розділення сумішей ректифікацією, що включає утворення флегми в конденсаторах-випарниках за рахунок випаровування рідкого хладагенту, що поступає із сховища, відмітною особливістю є те, що пара хладагенту додатково направляє в холодильний цикл для зрідження, до зрідженого хладагенту підживляють рідкий хладагент із сховища і подають в конденсатори-випарники, причому подачу хладагенту в кожен конденсатор-випарник регулюють залежно від необхідного тиску середовища в контактній порожнині відповідної колони ректифікації.The goal is achieved by the fact that in the method of purification and separation of mixtures by rectification, which includes the formation of phlegm in evaporator condensers due to the evaporation of liquid refrigerant coming from the storage, a distinctive feature is that the vapor of the refrigerant is additionally sent to the refrigeration cycle for liquefaction, to liquefied refrigerant is fed with liquid refrigerant from the storage and supplied to the evaporator condensers, and the refrigerant supply to each evaporator condenser is regulated depending on the required pressure of the medium in the contact cavity of the corresponding rectification column.
Відомі масообмінні апарати у складі пристрою розділення криптоно-ксенонового концентрату див. патентKnown mass exchange devices as part of a krypton-xenon concentrate separation device, see patent
Р.Ф. Мо 2213609 кл. В01053/00). Кожен масообмінний апарат у відомому апараті містить заповнене насадкою з розподільником флегми пристрій для контакту рідкої і парової фаз, розділений приймальною камерою з с 29 патрубком потоку живлення на концентраційну і вичерпну частини, в голові колони розташований Ге) конденсатор-випарник, а внизу - куб, забезпечений випарником і/або електронагрівачем. Конденсатор-випарник має порожнину, що заповнюється проміжним теплоносієм, що конденсується в прямотрубній трубчатці при тепловій взаємодії з киплячим хладагентом, а приймальна камера - патрубок, сполучений лінією з джерелом криптону, що подається при запуску колони в роботу до появи в кінці захолоджування рідини в кубі. оR.F. Mo. 2213609 cl. B01053/00). Each mass exchange apparatus in the known apparatus contains a device for the contact of liquid and vapor phases, filled with a nozzle with a phlegm distributor, divided by a receiving chamber with a 29 nozzle of the feed flow into concentration and exhausting parts, in the head of the column there is a Ge) condenser-evaporator, and at the bottom - a cube, equipped with an evaporator and/or electric heater. The condenser-evaporator has a cavity that is filled with an intermediate coolant that condenses in a straight tubular tube during thermal interaction with the boiling refrigerant, and the receiving chamber is a pipe connected by a line to a source of krypton, which is supplied when the column is started to work until the appearance of liquid in the cube at the end of cooling . at
Недоліками відомого пристрою є низька надійність і підвищена металоємність. Низька надійність обумовлена -де заморожуванням ксенону в потоці живлення при його подачі в патрубок і приймальну камеру колони, що має нижчу температуру (температуру кипіння криптону), що приводить до припинення подачі потоку живлення, о подальшому видаленню сумішей з колони, Її відігріванню і новому захолоджуванню. Підвищена металоємність ФУ викликана недостатньою ефективністю масообміну в протяжному контактному пристрої з однаковим поперечним 3о перетином концентраційної і вичерпної частин, а також організацією протиточної конденсації проміжного в теплоносія в прямотрубній трубчатці, що вимагає більшого числа труб із-за явища захлинання.The disadvantages of the known device are low reliability and increased metal capacity. Low reliability is due to the freezing of xenon in the feed stream when it is fed into the nozzle and receiving chamber of the column, which has a lower temperature (the boiling point of krypton), which leads to the termination of the feed stream, the subsequent removal of mixtures from the column, its warming and new cooling . The increased metal capacity of the FU is caused by the insufficient efficiency of mass transfer in the extended contact device with the same transverse 3o cross-section of the concentration and exhaust parts, as well as the organization of countercurrent condensation of the intermediate coolant in a straight tubular tube, which requires a larger number of tubes due to the phenomenon of choking.
Метою винаходу є зменшення потреби хладагенту на одиницю суміші, що переробляється, підвищення надійності і зменшення металоємності. «The purpose of the invention is to reduce the need for coolant per unit of the processed mixture, increase reliability and reduce metal capacity. "
Поставлена мета досягається тим, що в масообмінному апараті що включає заповнену насадкою З 50 концентраційну частину з розподільником рідини у формі стакана (жолоба) з отворами в днищі, приймальну с камеру з патрубком потоку живлення, заповнену насадкою вичерпну частину, конденсатор-випарник зThe goal is achieved by the fact that in the mass exchange apparatus, which includes a concentration part filled with a C 50 nozzle with a liquid distributor in the form of a cup (trough) with holes in the bottom, a receiving chamber with a feed flow nozzle, an exhausting part filled with a nozzle, a condenser-evaporator with
Із» порожниною проміжного теплоносія, що конденсується в прямотрубній трубчатці, електронагрівачем куба, відмітною особливістю є те, що приймальна камера додатково містить ділянку насадки з питомою поверхнею, меншій питомій поверхні насадки концентраційної частини, обладнана обігрівачем і має штуцер зі встановленим термоперетворювачем, патрубок потоку живлення додатково забезпечений тепловим мостом, отвори в днищі і розподільника додатково містять перфоровані трубчасті вертикальні вставки, вичерпна частина додатково (Те) містить розподільник флегми, встановлений нижче за приймальну камеру, концентраційна і вичерпна частини, а також приймальна камера мають різні розміри живих поперечних перетинів, концентраційна і вичерпна частини о додатково забезпечені перерозподілювачами, встановленими по висоті на відстані між собою і від -кп 70 розподільників флегми І -( 150-300) а екв, де а екв - еквівалентний діаметр насадки, прямотрубна трубчатка містить принаймні один канал, площа поперечного перетину якого порівнюється з сумарною площею прохідних с перетинів теплообмінних труб трубчатки, а електронагрівач додатково містить теплопровідну основу з укладеним і засипаним теплопровідним порошком електронагрівальним елементом, яке тягами, забезпеченими пружинами, притиснуто до днища куба. 29 Винахід пояснюється кресленнями. Заявлений спосіб очищення об розділення сумішей ректифікацією можеWith" the cavity of the intermediate heat carrier condensing in a straight tube, an electronic cube heater, a distinctive feature is that the receiving chamber additionally contains a section of the nozzle with a specific surface, smaller than the specific surface of the nozzle of the concentration part, is equipped with a heater and has a fitting with an installed heat converter, a feed flow nozzle additionally equipped with a thermal bridge, the holes in the bottom and the distributor additionally contain perforated tubular vertical inserts, the exhaust part (Te) additionally contains a phlegm distributor installed below the receiving chamber, the concentration and exhaust parts, as well as the reception chamber, have different sizes of live cross-sections, the concentration and exhaust parts o are additionally equipped with redistributors installed in height at a distance between each other and from -kp 70 phlegm distributors I -( 150-300) a eq, where a eq is the equivalent diameter of the nozzle, the straight tube contains at least one channel, the area of the transverse p the area of which is compared with the total area of the cross-sections of the heat exchange pipes of the tube, and the electric heater additionally contains a heat-conducting base with an electronic heating element embedded and filled with heat-conducting powder, which is pressed to the bottom of the cube by rods equipped with springs. 29 The invention is explained with drawings. The claimed method of purification of separation of mixtures by rectification can
ГФ) бути реалізований, наприклад, в пристрої, схемно показаному на кресленні фіг.1, на прикладі розділення багатокомпонентної суміші, що містить два цільові компоненти, на фіг.2 представлена конструктивна схема о пропонованого масообмінного апарату, на фіг.З - вузол І, розподільник флегми, на фіг.4 - вузол ІЇ, приймальна камера, на фіг.5 - перетин А-А приймальної камери, на фіг.б -вузол І, перерозподілювач. на фіг 7 - вузол 60 мМ, електронагрівач.GF) to be implemented, for example, in the device schematically shown in the drawing of Fig. 1, on the example of the separation of a multicomponent mixture containing two target components, Fig. 2 shows the construction diagram of the proposed mass transfer apparatus, Fig. 3 - node I, distributor of phlegm, in Fig. 4 - node II, receiving chamber, in Fig. 5 - section AA of the receiving chamber, in Fig. b - node I, redistributor. in Fig. 7 - 60 mm node, electric heater.
Пристрій (фіг.1) містить блок низькотемпературної ректифікації 1, холодильний цикл 2, сховище рідкого хладагенту З, сполучених трубопроводами з арматурою. Блок низькотемпературної ректифікації 1 включає колону 4 попереднього розділення на фракції важкого і легкого цільових компонентів, колону 5 виділень висококиплячих домішок з фракції легкого цільового компоненту, продукційну колону б легкого цільового бо компоненту, колону 7 виділень легкого цільового компоненту з низькокиплячих домішок, колону 8 виділень висококиплячих домішок з фракції важкого цільового компоненту, продукційну колону 9 важкого цільового компоненту, віддільник 10, сполучених трубопроводами (лініями) з регулюючою арматурою. Кожна колона внизу має куб, забезпечений електронагрівальним елементом, а в голові - конденсатор - випарник. Куб колони 4 попереднього розділення на фракції важкого і легкого цільових компонентів окрім цього містить змійовик випарника, що обігрівається багатокомпонентною сумішшю, що поступає на розділення.The device (Fig. 1) contains a low-temperature rectification unit 1, a refrigeration cycle 2, a storage of liquid refrigerant C, connected by pipelines with fittings. The low-temperature rectification unit 1 includes column 4 for preliminary separation into fractions of heavy and light target components, column 5 for the selection of high-boiling impurities from the fraction of the light target component, production column b of the light target component b, column 7 for the selection of the light target component from low-boiling impurities, column 8 for the selection of high-boiling impurities impurity from the fraction of the heavy target component, production column 9 of the heavy target component, separator 10, connected by pipelines (lines) with regulating fittings. Each column at the bottom has a cube equipped with an electric heating element, and in the head - a condenser - evaporator. The cube of the column 4 of preliminary separation into fractions of heavy and light target components also contains an evaporator coil heated by a multicomponent mixture entering the separation.
Всі конденсатори-випарники 11-4-81-9 мають патрубки, сполучені лініями 12-4-12-9, забезпеченими регулюючими клапанами 45-4-45-9, з колектором 13 рідкого хладагенту, який у свою чергу сполучений з патрубком в нижній частині віддільника 10, і патрубки, сполучені лініями 14-44-14-9 відведення пари хладагенту 7/0 З колектором 15. У верхній частині віддільник 10 має патрубок виходу пари хладагенту, з'єднаний лінією 16 з регулюючим клапаном 46 з колектором 15, патрубок входу рідкого хладагенту, з'єднаний лінією 26 з регулюючим клапаном 47 з сховищем З рідкого хладагенту, і патрубок входу паро-рідинного потоку хладагенту, з'єднаний лінією 27 з вихідним патрубком дросельного пристрою 25 холодильного циклу 2.All evaporator condensers 11-4-81-9 have nozzles connected by lines 12-4-12-9, equipped with control valves 45-4-45-9, with a liquid refrigerant collector 13, which in turn is connected to a nozzle in the lower part of compartment 10, and nozzles connected by lines 14-44-14-9 refrigerant vapor removal 7/0 With collector 15. In the upper part, compartment 10 has a nozzle for the outlet of refrigerant vapor, connected by line 16 to control valve 46 with collector 15, the inlet nozzle of the liquid refrigerant, connected by line 26 to the control valve 47 with the store C of liquid refrigerant, and the inlet nozzle of the vapor-liquid flow of the refrigerant, connected by line 27 to the outlet nozzle of the throttle device 25 of the refrigeration cycle 2.
Холодильний цикл 2 містить компресор 17, кінцевий холодильник 18, охолоджуваний водою, попередній 7/5 Теплообмінник 19, адсорбційний вузол 20 комплексного очищення, фільтр 21, основний теплообмінник 22, детандер 23, дросельний пристрій 25, з'єднаних лінією 28 прямого потоку, всмоктуючою лінією (лінією зворотного потоку) 29 і лінією ЗО детандерного потоку.Refrigeration cycle 2 contains a compressor 17, an end cooler 18, cooled by water, a preliminary 7/5 Heat exchanger 19, an adsorption unit 20 of complex cleaning, a filter 21, a main heat exchanger 22, an expander 23, a throttle device 25, connected by a direct flow line 28, a suction line (return flow line) 29 and expander flow line ZO.
Масообмінний апарат, наприклад колона ректифікації 4 (фіг.1) попереднього розділення на фракції важкого і легкого цільових компонентів містить (фіг.2) контактний пристрій, що включає концентраційну 51 і вичерпну 52 го частини, заповнених відповідно насадками 53 і 54, приймальну камеру 55, конденсатор-випарник 11-4, куб 57 з електронагрівачем 58 і випарником 59.A mass exchange apparatus, for example, a rectification column 4 (Fig. 1) for preliminary separation into fractions of heavy and light target components contains (Fig. 2) a contact device, which includes a concentration 51 and an exhaust 52 part, filled respectively with nozzles 53 and 54, a receiving chamber 55 , condenser-evaporator 11-4, cube 57 with electric heater 58 and evaporator 59.
Конденсатор-випарник 11-4 містить порожнину 61 пари флегми, порожнину 62 проміжного теплоносія і порожнину 63 хладагенту. Порожнина 62 проміжного теплоносія розділена з порожниною пари флегми 61 прямотрубною трубчаткою 64, а з порожниною хладагенту 63 - прямотрубною трубчаткою 65. Прямотрубна сч трубчатка 65 містить окрім теплообмінних труб 66 принаймні ще один канал 67, площа поперечного перетину якого порівнюється з сумарною площею прохідних перетинів теплообмінних труб 66. Кожна порожнина і) конденсатора-випарника містить патрубки входу і виходу робочого середовища, патрубки для під'єднування до запобіжних клапанів, штуцери під'єднування імпульсних труб для зміни тиску, рівня рідини. У порожнині 61 ними є патрубок 68 входу пари флегми і виходу флегми, патрубок 69 виходу паро-газової суміші, з'єднаний б зо трубопроводом з верхнім колектором трубчатки 64, патрубок 70 під'єднувань до запобіжного клапана, штуцер 71 під'єднування імпульсної труби для вимірювання тиску; у порожнині 62 - патрубок 72 входу газоподібного -- проміжного теплоносія, з'єднаний трубопроводом з верхнім колектором трубчатки 65, патрубок 73 виходу рідкого со проміжного теплоносія, патрубок 74 під'єднування до запобіжного клапана, штуцер 75 вимірюваня тиску, штуцери 76-1 і 76-2 вимірювання рівня; у порожнині 63 - патрубок 77 входу рідкого хладагенту, патрубок 78 МеCondenser-evaporator 11-4 contains cavity 61 of phlegm steam, cavity 62 of intermediate coolant and cavity 63 of refrigerant. The cavity 62 of the intermediate heat carrier is separated from the cavity of the phlegm vapor 61 by a straight tube 64, and from the cavity of the refrigerant 63 by a straight tube 65. The straight tube 65 contains, in addition to the heat exchange tubes 66, at least one more channel 67, the cross-sectional area of which is compared with the total area of the passing sections of the heat exchange pipes 66. Each cavity i) of the condenser-evaporator contains nozzles for the input and output of the working medium, nozzles for connecting to safety valves, fittings for connecting impulse pipes for changing pressure, liquid level. In the cavity 61, they are the inlet 68 of the phlegm steam and the outlet of the phlegm, the outlet 69 of the steam-gas mixture, connected by a pipeline to the upper collector of the tube 64, the outlet 70 for the connections to the safety valve, the fitting 71 for the connection of the impulse tube to measure pressure; in the cavity 62 - the inlet nozzle 72 of the gaseous intermediate heat carrier, connected by a pipeline to the upper collector of the tube 65, the nozzle 73 of the exit of the liquid intermediate coolant, the nozzle 74 connecting to the safety valve, the fitting 75 for measuring pressure, the fittings 76-1 and 76-2 level measurement; in cavity 63 - nozzle 77 of liquid refrigerant inlet, nozzle 78 Me
Зв виходу пари хладагенту, патрубок 79 під'єднувань до запобіжного клапана, штуцер 80 вимірюваня тиску і М штуцери 81-1, 81-2 вимірювання рівня.From the outlet of the refrigerant vapor, the nozzle 79 connects to the safety valve, the nozzle 80 for pressure measurement and M nozzles 81-1, 81-2 for level measurement.
Як насадка контактного пристрою може бути використана, наприклад, виготовлена з проволоки спірально-призматична насадка різних (або однакових) розмірів для вичерпної і концентраційної частин, що характеризується вельми малою висотою одиниці перенесення (ВЕП). На кінцях концентраційної і вичерпної « частин насадка обмежена сіткою 89 (фіг.3, 4). При цьому вільний об'єм і еквівалентний діаметр сітки рівні або пт) с більше аналогічних показників для використаної насадки. Сітка 89 кріпиться між циліндровим внутрішнім кільцем 90, укріпленим ребрами 91, і зовнішнім кільцем 92 (фіг.3), або між плоскими кільцями 92-1 (фіг.4), приварена ;» до кілець роликовою зваркою і встановлена в корпуси концентраційної, вичерпної частин і приймальної камери.As a nozzle of a contact device, for example, a spiral-prismatic nozzle made of wire of different (or the same) sizes for the exhausting and concentration parts, characterized by a very small height of the transfer unit (VEP), can be used. At the ends of the concentration and exhaust parts of the nozzle is limited by a grid 89 (Fig. 3, 4). At the same time, the free volume and the equivalent diameter of the mesh are equal to or pt) with more similar indicators for the nozzle used. The mesh 89 is attached between the cylindrical inner ring 90, reinforced with ribs 91, and the outer ring 92 (Fig. 3), or between the flat rings 92-1 (Fig. 4), welded; to the rings by roller welding and installed in the housings of the concentration, exhausting parts and the receiving chamber.
Безпосередньо над концентраційною частиною 51 і над вичерпною частиною 52 нижче за приймальну камеру 55, встановлені розподільники флегми 60-1 і 60-2. -І Розподільник флегми концентраційної частини 60-1 розміщений в патрубку 68 конденсатора-випарника (фіг.3) і містить воронку 82, до якої декількома ребрами 83 жорстко прикріплений стакан 84, плоске і, горизонтальне днище 85 якого має рівномірно розташовані отвори зі вставленими зсередини і 2) розвальцьованими вертикальними трубками 86, перфорованими отворами 87. Кожна трубка має козирок 88, однакова кількість і діаметр відповідних отворів і їх розташування по відношенню до днища 85, а площа - прохідного перетину трубки перевищує сумарну площу прохідних перетинів виготовлених в ній отворів. ВідстаньDirectly above the concentration part 51 and above the exhaust part 52 below the receiving chamber 55, phlegm distributors 60-1 and 60-2 are installed. -I The phlegm distributor of the concentration part 60-1 is placed in the nozzle 68 of the condenser-evaporator (Fig. 3) and contains a funnel 82, to which a glass 84 is rigidly attached by several ribs 83, the flat and horizontal bottom 85 of which has evenly spaced holes with inserted from the inside and 2) rolled vertical tubes 86, perforated with holes 87. Each tube has a visor 88, the same number and diameter of the corresponding holes and their location in relation to the bottom 85, and the area of the through section of the tube exceeds the total area of the through sections of the holes made in it. Distance
Ге) "п" між днищем стакана 85 і сіткою 89, зазор "в" між внутрішньою поверхнею патрубка 68 і бічною поверхнею стакана 84, зазор "Ь", між воронкою 82 і верхньою кромкою стакана 84, а також діаметр "а" отвору воронки 82 визначають, виходячи з мінімальних вертикальних розмірів розподільника флегми, але без виникнення явищ в Віднесення пором краплинної вологи або захлинання. Розподільник флегми 60-2 з вичерпної частини (фіг.4) має аналогічну конструкцію.Ge) "n" between the bottom of the glass 85 and the grid 89, the gap "v" between the inner surface of the nozzle 68 and the side surface of the glass 84, the gap "b" between the funnel 82 and the upper edge of the glass 84, as well as the diameter "a" of the funnel opening 82 are determined on the basis of the minimum vertical dimensions of the phlegm distributor, but without the occurrence of the phenomena of vaporization of droplet moisture or suffocation. The phlegm distributor 60-2 from the exhaust part (Fig. 4) has a similar design.
Ф) Приймальна камера (фиг.4, 5), містить корпус 93, сполучений з концентраційною 51 і вичерпною 52 ко частинами, з патрубком 94 потоку живлення, патрубком 95 підведення криптону, штуцером зі встановленим термоперетворювачем 96 і штуцером 97 відбору імпульсу тиску, штуцером 98 під'єднувань до вакуумного бо Колектора, штуцером 99 під'єднувань до джерела гріючого газу. Патрубок 94 потоку живлення забезпечений тепловим мостом 106 і закінчується в порожнині приймальної камери захищеним зверху козирком 101 колектором 107 з бічними отворами 100. У верхній частині приймальної камери над колектором 107 розташована ділянка 102, заповнена насадкою з питомою поверхнею, меншою за питому поверхню насадки 53 концентраційної частини (наприклад, сіткою з крупнішим осередком). На зовнішній поверхні корпусу 93 65 розташований обігрівач 103 з патрубком 104 підведення і патрубком 105 відведення теплоносія.F) The receiving chamber (fig. 4, 5), contains a housing 93, connected to the concentration 51 and exhaust 52 ko parts, with a nozzle 94 for the power flow, a nozzle 95 for the supply of krypton, a fitting with an installed thermoconverter 96 and a fitting 97 for the selection of a pressure pulse, a fitting 98 connections to the vacuum collector, 99 connections to the source of heating gas with a fitting. The nozzle 94 of the power flow is equipped with a thermal bridge 106 and ends in the cavity of the receiving chamber protected from above by a visor 101 with a collector 107 with side holes 100. In the upper part of the receiving chamber above the collector 107 there is a section 102 filled with a nozzle with a specific surface area smaller than the specific surface of the nozzle 53 of the concentration parts (for example, a grid with a larger cell). On the outer surface of the housing 93 65, there is a heater 103 with a supply pipe 104 and a coolant outlet pipe 105.
Концентраційна і вичерпна частини забезпечені одним або декількома перерозподілювачами 128The concentration and exhaust parts are equipped with one or more redistributors 128
(перерозподілювач у вичерпній частини 52 на фіг2 умовно не показаний), встановленими по висоті від розподільників рідини 60-1, 60-2 і між собою на відстані ЇЇ - (150-300) й екв, де а екв - еквівалентний діаметр насадки у відповідній частині. Перерозподілювач (фіг.б) містить корпус 129, зверху і знизу обмежений біткою 130, укріпленою вертикальними кільцями 131, 132 роликовою зваркою. Корпус 129 містить розподільник рідини, аналогічний описаному вище розподільнику рідини 60-1 (фіг.3). Внутрішні діаметри корпусу 129, внутрішнього кільця 132, а також вільний об'єм сітки 130 і її еквівалентний діаметр більше або рівні внутрішньому діаметру концентраційної (вичерпній) частини і відповідним характеристикам насадки, де встановлений перерозподілювач. 70 Електронагрівач (фіг.7) містить теплопровідну (наприклад з алюмінієвого сплаву АМЦС) основу 133 з обмежувальним бортом 134, до якого скобами 135 притиснутий по всій довжині електронагрівальний елемент 136 і засипаний рівним тонким шаром теплопровідного порошку 137 (наприклад, сумішшю з порошку периклазу і алюмінієвих циліндриків). У свою чергу теплопровідна основа 133 по периметру тягою 138, забезпеченими пружинами 139, із зусиллям притиснута до днища куба 57.(the redistributor in the exhausting part 52 in Fig. 2 is conditionally not shown), installed in height from the liquid distributors 60-1, 60-2 and between themselves at a distance of HER - (150-300) and eq, where a eq is the equivalent diameter of the nozzle in the corresponding parts The redistributor (fig. b) contains a body 129, bounded from above and below by a bit 130, strengthened by vertical rings 131, 132 by roller welding. The body 129 contains a liquid distributor similar to the liquid distributor 60-1 described above (Fig. 3). The inner diameters of the housing 129, the inner ring 132, as well as the free volume of the mesh 130 and its equivalent diameter are greater than or equal to the inner diameter of the concentration (exhaustive) part and the corresponding characteristics of the nozzle where the redistributor is installed. 70 The electric heater (Fig. 7) contains a heat-conducting (for example, aluminum alloy AMCS) base 133 with a limiting edge 134, to which the electric heating element 136 is pressed along its entire length with staples 135 and covered with an even thin layer of heat-conducting powder 137 (for example, a mixture of periclase powder and aluminum cylinders). In turn, the heat-conducting base 133 is pressed against the bottom of the cube 57 with force around the perimeter by the thrust 138, equipped with springs 139.
Спосіб очищення і розділення сумішей ректифікацією і роботу масообмінного апарату на прикладі криптоно-ксенонового концентрату здійснюють таким чином. В цьому випадку легким цільовим компонентом суміші є криптон, а важким цільовим компонентом - ксенон. Як хладагент може бути використаний, наприклад, рідкий азот.The method of purification and separation of mixtures by rectification and the operation of the mass transfer apparatus on the example of krypton-xenon concentrate are carried out as follows. In this case, the light target component of the mixture is krypton, and the heavy target component is xenon. For example, liquid nitrogen can be used as a refrigerant.
Масообмінний апарат працює таким чином. Контактний простір масообмінного апарату заздалегідь через патрубок 98 вакуумують, а потім через патрубок 95 з'єднують з джерелом криптону, підтримуючи тиск в контактному пристрої 0,2-0,25 МПа. Простір проміжного теплоносія конденсатора-випарника через патрубок 72 з'єднують з газоподібним теплоносієм, наприклад, азотом, підтримуючи тиск в порожнині проміжного теплоносія в цьому випадку 2,6-2,7 МПа. Через патрубок 77 по лінії 12-4 в конденсатор -випарник подають хладагент, наприклад, рідкий азот, який кипить при тиску, близькому до атмосферного, охолоджуючи і конденсуючи с проміжний теплоносій. Пара хладагенту виходить через патрубок 78 по лінії 12-5. При накопиченні достатньої кількості рідкого проміжного теплоносія в прямотрубній трубчатці 64 його подачу припиняють. Одночасно із і) захолоджуванням і появою в прямотрубній трубчатці 64 рідкого проміжного теплоносія починається конденсація криптону і захолоджування контактного пристрою. Холодна зона від конденсатора-випарника поступово опускається і досягає приймальної камери 55 зі встановленим в ній термоперетворювачем 96. Досягши б зо температури, що перевищує на 10-20 К температуру кристалізації Ксенону (161,3 К) подачу криптону в контактний пристрій припиняють і одночасно Через патрубок 94 починають подачу потоку живлення, -- підтримуючи в контактному пристрої такий же тиск 0,2-0,25 МПа, і продовжуючи подальше захолоджування. При со накопиченні рідини в кубі 57 з концентрацією, відповідній температурі -165-170 К потік живлення охолоджують у випарнику 59 і подають в приймальну камеру вже охолодженим. Змінюючи рівень проміжного теплоносія в Ме зв прямотрубній трубчатці і його тиск, потужність, що підводиться до електронагрівача, масообмінний апарат ї- виводять в необхідний режим роботи. При цьому хоча склад парового потоку в приймальній камері близький до складу газоподібного потоку живлення, але його температура нижче за температуру кристалізації ксенону, що знаходиться у стані газоподібного потоку живлення. Тому виключити вимерзання ксенону в приймальній камері можливо при організації контакту газоподібного потоку живлення із зрошуваною поверхнею завдяки хорошій « розчинності ксенону в криптоні і нижчою температурою замерзання розчину в порівнянні з температурою в с кристалізації ксенону з газового потоку. Такою поверхнею в приймальній камері є ділянка насадки 102 і . частково мокрі стінки приймальної камери і розподільника рідини, встановленого нижче за приймальну камеру. а Менша питома поверхня насадки 102 в порівнянні з питомою поверхнею насадки концентраційної частини 53 дозволяє зменшити коливання тиску в контактному пристрої при тепловій взаємодії нерівноважних потоків.The mass transfer apparatus works as follows. The contact space of the mass transfer apparatus is evacuated in advance through the nozzle 98, and then through the nozzle 95 it is connected to the source of krypton, maintaining the pressure in the contact device of 0.2-0.25 MPa. The space of the intermediate coolant of the condenser-evaporator is connected through the nozzle 72 with a gaseous coolant, for example, nitrogen, maintaining the pressure in the cavity of the intermediate coolant in this case at 2.6-2.7 MPa. A refrigerant, for example, liquid nitrogen, which boils at a pressure close to atmospheric, cooling and condensing with the intermediate coolant, is fed through nozzle 77 along line 12-4 into the condenser-evaporator. Refrigerant vapor exits through nozzle 78 through line 12-5. When a sufficient amount of liquid intermediate coolant accumulates in the straight tube 64, its supply is stopped. Condensation of krypton and cooling of the contact device begins simultaneously with i) cooling and the appearance of a liquid intermediate coolant in the straight tube 64. The cold zone from the condenser-evaporator gradually descends and reaches the receiving chamber 55 with the heat converter 96 installed in it. Having reached a temperature that exceeds by 10-20 K the crystallization temperature of Xenon (161.3 K), the supply of krypton to the contact device is stopped and at the same time Through nozzles 94 begin supplying the power flow, maintaining the same pressure of 0.2-0.25 MPa in the contact device, and continuing further cooling. With the accumulation of liquid in the cube 57 with a concentration corresponding to a temperature of -165-170 K, the feed stream is cooled in the evaporator 59 and fed into the receiving chamber already cooled. By changing the level of the intermediate coolant in the Mezv straight tube and its pressure, the power supplied to the electric heater, the mass exchange apparatus is brought into the required mode of operation. At the same time, although the composition of the vapor stream in the receiving chamber is close to the composition of the gaseous feed stream, its temperature is lower than the crystallization temperature of xenon, which is in the state of the gaseous feed stream. Therefore, it is possible to exclude the freezing of xenon in the receiving chamber when arranging the contact of the gaseous feed stream with the irrigated surface due to the good solubility of xenon in krypton and the lower freezing temperature of the solution compared to the temperature of crystallization of xenon from the gas stream. Such a surface in the receiving chamber is the area of the nozzle 102 and . partially wet walls of the receiving chamber and the liquid distributor installed below the receiving chamber. a Smaller specific surface area of the nozzle 102 compared to the specific surface area of the nozzle of the concentration part 53 allows to reduce pressure fluctuations in the contact device during the thermal interaction of unbalanced flows.
Аналогічно готують до запуску і запускають в роботу інші масообмінні апарати. -І Криптоно-ксеноновий концентрат, що одержується на повітрярозділювальних установках, очищений від вуглеводнів, що містить в своєму складі криптон Кг, ксенон Хе з домішками азоту Мо, кисню ОО», аргону Аг, і, неону Ме, гелію Не, водню Но, оксиду вуглецю СО, тетрафторметану СЕ), гексафторметану Сов, 2) монофтортрихлорметану СЕСІз, діфтордіхлорметану СЕоСіо і іно подають по лінії 32 переважно при тиску 0,2-0,25 МПа в колону 4 попереднього розділення на фракції, флегмою в якій є конденсат криптону. В результаті - процесу ректифікації в кубі колони збирається ксенонова фракція, що містить весь ксенон і висококиплячі поSimilarly, other mass transfer devices are prepared for launch and put into operation. - I Krypton-xenon concentrate obtained at air separation plants, purified from hydrocarbons, containing in its composition krypton Kg, xenon Xe with impurities of nitrogen Mo, oxygen OO", argon Ag, i, neon Me, helium He, hydrogen No, carbon monoxide CO, tetrafluoromethane CE), hexafluoromethane Sov, 2) monofluorotrichloromethane SECI3, difluorodichloromethane CEoSiO, etc. are fed through line 32, preferably at a pressure of 0.2-0.25 MPa, into column 4 of preliminary separation into fractions, in which krypton condensate is the phlegm. As a result of the rectification process, a xenon fraction containing all xenon and high-boiling po
Ге) відношенню до криптону приміси, наприклад, Сов, СЕСІз, СЕРоСі», тетрафторметан СЕ, і ін., а також невелику, спеціально підтримувану кількість криптону (2-595). З голови колони 4 виводять потік криптонової фракції і по лінії 33 направляють в середню частину колони 5 виділень висококиплячих домішок з фракції дв легкого цільового компоненту, де флегмою є конденсат криптону. Оскільки тетрафторметан СР, і ін. речовини, що мають при однаковому тиску температуру кипіння вище, ніж температура кипіння криптону, є важколетючимиGe) in relation to krypton impurities, for example, Sov, SeSi3, SeRoSi", tetrafluoromethane CE, etc., as well as a small, specially maintained amount of krypton (2-595). From the head of column 4, the flow of the krypton fraction is taken out and along line 33, high-boiling impurities from fraction two of the light target component, where the phlegm is krypton condensate, are sent to the middle part of column 5. Since tetrafluoromethane SR, etc. substances that, at the same pressure, have a boiling point higher than the boiling point of krypton are volatile
Ф) по відношенню до криптону, вони разом з незначною частиною криптону концентруються в кубі колони, звідки по ка лінії 36 виводять з пристрою. З голови колони 5 виводять потік очищеної криптонової фракції, що вже не містить важколетючих по відношенню до криптону речовин, і направляють в середню частину продукційної бо Колони 6 легкого цільового компоненту, де флегмою є конденсат криптону. В результаті процесу ректифікації в кубі колони збирається продукційний криптон, який по лінії 38 виводять з пристрою, а з голови колони по лінії 37 виводять потік газу, який в своєму складі містить криптон і всі низькокиплячі по відношенню до криптону приміси (05,Аг,М»,Не,Но і ін.), і направляють в середню частину колони 7 виділень легкого цільового компоненту з низькокиплячих домішок, де флегма складається з суміші низькокиплячих рідин (ОО 25,Аг,М»). В б5 результаті процесу ректифікації в кубі колони збирається криптон, який у міру накопичення виводять по лінії 43, а з голови колони по лінії 44 виводять потік низькокиплячих домішок.F) in relation to krypton, they, together with a small part of krypton, are concentrated in the cube of the column, from where they are removed from the device along line 36. From the head of column 5, a stream of purified krypton fraction, which no longer contains volatile substances in relation to krypton, is taken out and sent to the middle part of the production tank of Column 6 of the light target component, where krypton condensate is the phlegm. As a result of the rectification process, production krypton is collected in the cube of the column, which is removed from the device along line 38, and a flow of gas is removed from the head of the column along line 37, which contains krypton and all low-boiling impurities in relation to krypton (O5, Ag, M », Ne, No, etc.), and send to the middle part of the column 7 allocations of the light target component from low-boiling impurities, where the phlegm consists of a mixture of low-boiling liquids (OO 25, Ag, M"). In b5, as a result of the rectification process, krypton is collected in the cube of the column, which, as it accumulates, is removed through line 43, and a flow of low-boiling impurities is removed from the head of the column through line 44.
З куба колони 4 попереднього розділення на фракції потік ксенонової фракції по лінії 34 направляють в середню частину колони 8 виділень висококиплячих домішок з фракції важкого цільового компоненту, де флегмою є конденсат Ксенону. В результаті процесу ректифікації в кубі колони 8 концентруються разом з незначною частиною Ксенону усі вищекиплячі по відношенню до ксенону приміси, зокрема С2Рв,СЕСіз,СР2Сі» ін., які у міру накопичення по лінії 40 виводять з пристрою. З голови колони 8 по лінії 39 виводять потік очищеної ксенонової фракції, який містить в своєму складі тільки ксенон і криптон, і направляють в продукційну колону У важкого цільового компоненту, де флегмою є конденсат криптону. В результаті процесу ректифікації в кубі колони 9 збирається продукційний ксенон, який по лінії 42 виводять з пристрою, а з голови 7/0 Колони 9 по лінії 44 виводять незначний потік газоподібного криптону, який збирають, підвищують тиск і знову направляють в колону 4 попереднього розділення на фракції.From the cube of the column 4 of the preliminary separation into fractions, the flow of the xenon fraction along line 34 is sent to the middle part of the column 8 for the allocation of high-boiling impurities from the fraction of the heavy target component, where the phlegm is the condensate of Xenon. As a result of the rectification process, in the cube column 8, together with a small part of Xenon, all impurities boiling higher than Xenon are concentrated, in particular, С2Рв, СЕСиз, СР2Си», etc., which, as they accumulate, are removed from the device along line 40. From the head of column 8 along line 39, a stream of purified xenon fraction, which contains only xenon and krypton, is taken out and sent to the production column U of the heavy target component, where krypton condensate is the phlegm. As a result of the rectification process, production xenon is collected in the cube of column 9, which is removed from the device through line 42, and a small stream of gaseous krypton is removed from the head 7/0 of Column 9 through line 44, which is collected, increased in pressure, and again sent to column 4 of the preliminary separation on factions.
Рідкий азот з сховища З рідкого хладагенту по лінії 26 через регулюючий клапан 47 направляють у віддільник 10, підтримуючи у віддільнику 10 заданого рівня рідини, і далі в колектор 13 рідкого хладагенту. З колектора 13 рідкого хладагенту рідкий азот по лініям 12-4-12-9, кожна з яких забезпечена відповідно 7/5 регулюючим клапаном 45-4-45-9, подають до поверхні кипіння конденсаторів-випарників 11-4-11-9. Кількість рідкого азоту, що подається в кожен конденсатор-випарник, регулюють клапанами 45-4-45-9 залежно від необхідного тиску середовища в контактній порожнині відповідної колони ректифікації. Пара азоту, що утворилася при кипінні, по лініям 12-4-12-9 відведення пари хладагенту спрямовує в колектор 15 і далі по лінії всмоктування 29 як зворотний потік через додатковий теплообмінник 24, основний теплообмінник 22, попередній теплообмінник 19 подають на поглинення компресора 17. Стислий в компресорі 17 газ направляють в лінію 28 прямого потоку, охолоджуючи водою в кінцевому холодильнику 18, зворотним потоком в попередньому теплообміннику 19, очищаючи від можливих домішок в адсорбційному вузлі 20 комплексного очищення і фільтрі 21. Після фільтру 21 частину стислого газу по лінії ЗО детандерного потоку направляють до детандеру 23, де розширюють із здійсненням зовнішньої роботи, а потім подають в лінію зворотного потоку 29 сч ов перед основним теплообмінником 22. Іншу частину стислого потоку охолоджують зворотним потоком спочатку в основному теплообміннику 22, а потім в додатковому теплообміннику 24, розширюють в дросельному пристрої і) і двофазний потік, що утворився, по лінії 27 направляють у віддільник 10, де пара азоту після відділення рідини по лінії 16 через регулюючий клапан 46 направляють в колектор 15, а зріджений азот разом з підживленням рідкого азоту із сховища З рідкого хладагенту подають в конденсатори-випарники. Клапан 46 б зо забезпечує необхідний для роботи регулюючих клапанів 45-4--45-9 перепаду тиску між тиском пари хладагенту у віддільнику 10 і колекторі 15. --Liquid nitrogen from the liquid refrigerant storage is directed through line 26 through the control valve 47 into the compartment 10, maintaining a specified liquid level in the compartment 10, and then into the collector 13 of the liquid refrigerant. From the collector 13 of the liquid refrigerant, liquid nitrogen along the lines 12-4-12-9, each of which is equipped with a 7/5 regulating valve 45-4-45-9, is supplied to the boiling surface of the condenser-evaporators 11-4-11-9. The amount of liquid nitrogen supplied to each condenser-evaporator is regulated by valves 45-4-45-9 depending on the required pressure of the medium in the contact cavity of the corresponding rectification column. The nitrogen vapor formed during boiling is directed to the collector 15 and further along the suction line 29 as a return flow through the additional heat exchanger 24, the main heat exchanger 22, the preliminary heat exchanger 19 and is fed to the absorption of the compressor 17 along lines 12-4-12-9 . The gas compressed in the compressor 17 is sent to the direct flow line 28, cooling with water in the final cooler 18, with a return flow in the preliminary heat exchanger 19, cleaning of possible impurities in the adsorption unit 20 of complex cleaning and filter 21. After the filter 21, part of the compressed gas in the line ZO the expander flow is directed to the expander 23, where it is expanded with the implementation of external work, and then fed into the return flow line 29 in front of the main heat exchanger 22. The other part of the compressed flow is cooled by the return flow, first in the main heat exchanger 22, and then in the additional heat exchanger 24, expanded in the throttle device i) and the resulting two-phase flow on line 27 sent to the separator 10, where the nitrogen vapor, after separating the liquid along the line 16, is sent to the collector 15 through the control valve 46, and the liquefied nitrogen, together with the liquid nitrogen supply from the liquid refrigerant storage C, is fed to the evaporator condensers. The valve 46 provides the pressure difference between the pressure of the refrigerant vapor in the compartment 10 and the collector 15, which is necessary for the operation of the control valves 45-4--45-9. --
Регулюючий клапан 48, встановлений на лінії 31, підтримує на всмоктуванні компресора 17 необхідний тиск, «У виводячи з холодильного циклу частину теплого газоподібного хладагенту.The control valve 48, installed on the line 31, maintains the necessary pressure on the suction of the compressor 17, "U removing part of the warm gaseous refrigerant from the refrigeration cycle.
Пропонований спосіб очищення і розділення сумішей ректифікацією дозволяє на 60-70 95 зменшити витрату оThe proposed method of purification and separation of mixtures by rectification allows to reduce the consumption by 60-70 95
З5 рідкого хладагенту із сховища. ї-C5 of liquid refrigerant from storage. uh-
Патрубок потоку живлення, з'єднаний через тепловий міст 106 з корпусом приймальної камери і захищений козирком 101 від рідини колектор 107 зменшують тепловідвід від газоподібного потоку живлення і виключають намерзання ксенону в цих елементах.The nozzle of the power flow, connected through a thermal bridge 106 to the body of the receiving chamber and protected by the visor 101 from the liquid collector 107, reduce the heat dissipation from the gaseous power flow and exclude the freezing of xenon in these elements.
Запропонована конструкція електронагрівача зменшує термічний опір між електронагрівальним елементом і « 70 днищем куба і збільшує його довговічність. 8 с Обігрівач приймальної камери дозволяє скоротити час виходу масообмінного апарату в робочий режим в й непередбачених випадках (наприклад, аварійного виключення електроенергії), коли холодніша флегма з "» концентраційної частини стікає вниз, охолоджуючи приймальну камеру.The proposed design of the electric heater reduces the thermal resistance between the electric heating element and the bottom of the cube and increases its durability. 8 s The heater of the receiving chamber allows to reduce the time when the mass exchange apparatus enters the working mode in unforeseen cases (for example, an emergency power outage), when the colder phlegm from the "" concentration part flows down, cooling the receiving chamber.
Перфоровані трубчасті вертикальні вставки, встановлені в отвори днища розподільника флегми, дозволяютьPerforated tubular vertical inserts installed in the holes of the bottom of the phlegm distributor allow
Змінювати в широких межах навантаження масообмінного апарату по рідині при незначній зміні рівня рідини в -І розподільнику, максимальна висота якого визначається висотою вставок.Change within wide limits the load of the mass transfer device on the liquid with a slight change in the liquid level in the -I distributor, the maximum height of which is determined by the height of the inserts.
Додатково встановлений розподільник флегми у вичерпній частині, перерозподілювачі у вичерпній і о концентраційних частинах, а також різні розміри живих поперечних перетинів концентраційної і вичерпної частин со дозволяють поліпшити умови масообміну в контактному пристрої, зменшити ВЕП і металоємність. При цьому 5р розташування перерозподілювачів між собою і від розподільників флегми по висоті на відстані І -150--300) а - екв є оптимальними. Збільшення І збільшує ВЕП, висоту апарату і його металоємність за рахунок погіршення (Че) масообміну, а зменшення - за рахунок збільшення кількості перерозподілювачів, які в цьому випадку стають малоефективними.An additionally installed phlegm distributor in the exhausting part, redistributors in the exhausting and concentration parts, as well as different sizes of the live cross-sections of the concentration and exhausting parts allow to improve the conditions of mass transfer in the contact device, reduce VEP and metal capacity. At the same time, the arrangement of the redistributors between each other and from the phlegm distributors in height at a distance of I -150--300) a - eq are optimal. An increase in I increases the VEP, the height of the device and its metal capacity due to the deterioration (Che) of mass transfer, and the decrease - due to an increase in the number of redistributors, which in this case become inefficient.
Включення в прямотрубну трубчатку принаймні одного каналу, площа поперечного перетину якогоThe inclusion in a straight tube of at least one channel, the cross-sectional area of which
Порівнюється з сумарною площею прохідних перетинів теплообмінних труб, дозволяє підводити частину пари до поверхні конденсації зверху збільшити кількість конденсату в кожній теплообмінній трубі, не побоюючись о захлинання, зменшити їх кількість, розміри трубчатки і металоємність. ко Запропоновані технічні рішення підвищують економічність способу очищення і розділення сумішей ректифікацією, його надійність і зменшують металоємність масообмінних апаратів.It is compared with the total cross-sectional area of the heat exchange pipes, allows to bring part of the steam to the condensation surface from above, increase the amount of condensate in each heat exchange pipe, without fear of choking, reduce their number, tube sizes and metal capacity. ko The proposed technical solutions increase the cost-effectiveness of the method of purification and separation of mixtures by rectification, its reliability and reduce the metal consumption of mass transfer devices.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004113390/06A RU2265778C1 (en) | 2004-04-30 | 2004-04-30 | Method of purifying and separating mixture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA79319C2 true UA79319C2 (en) | 2007-06-11 |
Family
ID=35868725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200503953A UA79319C2 (en) | 2004-04-30 | 2005-04-25 | Method of cleaning and separation of mixtures by rectification and mass-exchange apparatus |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2265778C1 (en) |
| UA (1) | UA79319C2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2300717C1 (en) | 2005-12-29 | 2007-06-10 | Михаил Юрьевич Савинов | Method and device for krypton-xenon mixture separation by rectification thereof |
| DE102009008229A1 (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-12 | Linde Ag | Process for separating nitrogen |
| RU2454599C1 (en) * | 2011-05-10 | 2012-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" (ООО "Газпром ВНИИГАЗ") | Method for pipeline transportation of helium from deposit to users |
| RU2489655C1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-08-10 | Виталий Леонидович Бондаренко | Separation method of gas mixtures in distillation columns, and plant for its implementation |
| RU2502913C1 (en) * | 2012-05-29 | 2013-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" (ООО "Газпром ВНИИГАЗ") | Method for pipeline transfer of helium-containing natural gas to remote users |
-
2004
- 2004-04-30 RU RU2004113390/06A patent/RU2265778C1/en active
-
2005
- 2005-04-25 UA UAA200503953A patent/UA79319C2/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2265778C1 (en) | 2005-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3939725B2 (en) | Self-cleaning cryogenic system | |
| CN101324395B (en) | Air separation method and apparatus | |
| WO2011043199A1 (en) | Heat-exchange-type distillation apparatus | |
| US20060260358A1 (en) | Gas separation liquefaction means and processes | |
| CA2357231C (en) | Dephlegmator system and process | |
| JP5923335B2 (en) | Heat exchange type distillation equipment | |
| JP5956772B2 (en) | Heat exchange type distillation equipment | |
| UA79319C2 (en) | Method of cleaning and separation of mixtures by rectification and mass-exchange apparatus | |
| GB2361052A (en) | Column for the cryogenic separation of gaseous mixtures containing hydrogen and CO | |
| RU2213609C1 (en) | Method of separation of krypton xenon concentrate and device for realization of this method | |
| CN101358802A (en) | Method and device for obtaining argon from air by cryogenic separation | |
| FR2993353A1 (en) | PROCESS AND APPARATUS FOR PURIFYING A LOW TEMPERATURE CARBON DIOXIDE RICH MIXTURE | |
| CN201885514U (en) | Device with subcooler and single tower for preparing high-purity nitrogen | |
| CN101071035B (en) | Method for delivering purity raised gas and purity improved overheat gas | |
| JP5005894B2 (en) | Nitrogen generation method and apparatus used therefor | |
| CN111512106B (en) | Device and installation for liquefying at least one gas | |
| RU2212598C1 (en) | Method and apparatus for natural gas partial liquefaction | |
| CN102141317A (en) | Rectification-type self-overlaying gas liquefying system | |
| WO2005106368A1 (en) | Method for cleaning and dividing a mixture by rectification and a mass-exchange device | |
| KR100275859B1 (en) | A manufacturing method for high purity nitrogen gas | |
| RU2482903C1 (en) | Method of producing krypton-xenon mix and device to this end | |
| RU2277434C1 (en) | Mass-transfer apparatus | |
| RU156185U1 (en) | DEVICE FOR LOW-TEMPERATURE SEPARATION OF GAS MIXTURES | |
| RU2703050C1 (en) | Combined device for gas cooling | |
| RU148610U1 (en) | DEVICE FOR OBTAINING PRIMARY KRYPTON CONCENTRATE FROM LIQUID OXYGEN OF AIR SEPARATING UNITS |