УСТАНОВКА РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА

Полезная модель относится к криогенной технике, в частности к установкам разделения воздуха, и может быль использована в химической, металлургической и других отраслях промышленности.
Известна установка разделения воздуха КжКАж-0,25, которая содержит три основных блока: компримирования, адсорбции, разделения воздуха. Воздух, проходя фильтр, поступает на сжатие в пятиступенчатый компрессор, в котором после каждой ступени охлаждается водой в промежуточных холодильниках и очищается от масла и конденсируемых водяных паров в масловлагоотделителях. Из пятой ступени компрессора сжатый воздух поступает в концевой холодильник, затем на блок адсорбции, (см. кн. A.M. Архаров «Криогенные системы» том 2, 1999 г., стр. 47)
Недостатками установки являются увеличенные потери, а также сниженное качество продуктов разделения воздуха в следствии повышенной температуры сжатого воздуха на входе в блок адсорбции, что объясняется повышенной температурой охлаждающей воды, поступающей в промежуточные холодильники.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сути является установка разделения воздуха ААжКжКд, содержащая воздушный компрессор с пятью ступенями сжатия и пятью промежуточными холодильниками, систему предварительного охлаждения воздуха с холодильной машиной, блок комплексной очистки и блок разделения, (см. ст. Громов А.Ф., Почуева Н.Н. «Азотные и азотно-кислородные воздухоразделительные установки средней производительности нового поколения» Технические газы №5, 2009 г. стр. 34).
Недостаток установки заключается в том, что в системе предварительного охлаждения воздуха имеется энергоемкая холодильная машина, которая увеличивает энергозатраты установки.
Техническая задача - модернизация конструкции установки разделения воздуха на базе энергосберегающей абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины (АБХМ).
Технический результат - повышение чистоты продуктов разделения воздуха, а также уменьшение энергозатрат и тепловых потерь установки.
Он достигается тем, что в установку разделения воздуха, содержащую воздушный компрессор с пятью ступенями сжатия и пятью промежуточными холодильниками, систему предварительного охлаждения воздуха с холодильной машиной, блок комплексной очистки и блок разделения, в систему предварительного охлаждения воздуха дополнительно введены абсорбционная бромистолитиевая холодильная машина с генератором и испарителем, котел-утилизатор и водяной теплообменник, причем генератор холодильной машины соединен с котлом-утилизатором, соединенным с промежуточными холодильниками воздушного компрессора, а испаритель холодильной машины соединен с водяным теплообменником, установленным перед блоком комплексной очистки.
Энергозатраты установки разделения воздуха уменьшаются за счет отбора бросового тепла котлом-утилизатором от сжатого воздуха в воздушном компрессоре перед промежуточными холодильниками в генератор АБХМ включая АБХМ в работу без затрат электроэнергии, а снижением температуры сжатого воздуха до регламентируемой 10-15°C перед блоком комплексной очистки водяным теплообменником, охлаждающимся испарителем АБХМ, снижаются тепловые потери, что позволяет за счет отвода конденсирующейся влаги из сжатого воздуха повысить чистоту продуктов разделения воздуха.
Предлагаемое устройство изображено на чертеже (схематичное изображение). Оно имеет: воздушный компрессор 1 с пятью ступенями сжатия 2-6 и пятью промежуточными холодильниками 7-11, систему предварительного охлаждения воздуха 12, имеющую абсорбционную бромистолитиевую холодильную машину (АБХМ) 13 с генератором 14 соединенным с водяным насосом 15 и котлом - утилизатором 16, соединенным с промежуточными холодильниками 7-11 воздушного компрессора, а испаритель 17 АБХМ 13 соединен с водяным насосом 18 и водяным теплообменником 19, установленным перед блоком комплексной очистки 20 и соединенным с блоком разделения 21.
Установка работает следующим образом: наружный воздух по линии «а» поступает в воздушный компрессор 1, где после первой ступени сжатия 2 сжатый воздух направляется в котел-утилизатор 16 расположенный в системе предварительного охлаждения воздуха 12 для отвода тепла. Из котла-утилизатора 16 сжатый воздух поступает и охлаждается в первом промежуточном холодильнике 7, затем поступает во вторую ступень сжатия 3 и затем последовательно по всем ступеням сжатия до водяного теплообменника 19. Вода в котле-утилизаторе 16, получив тепло сжатого воздуха, водяным насосом 15, подается в генератор 14 АБХМ 13, включая АБХМ в работу. Вырабатываемый в испарителе 17 холод расходуется для охлаждения воды, которая насосом 18 подается в водяной теплообменник 19. Из промежуточного холодильника 11 сжатый воздух проходит водяной теплообменник 19, где охлаждается до оптимальной температуры 10-15°C и направляется в блока комплексной очистки 20, где происходит поглощение двуокиси углерода и влаги, затем в блок разделения 21, где происходит деление воздуха на кислород и азот, а далее по линии «б» к потребителю.
Энергозатраты установки уменьшаются за счет отбора бросового тепла от сжатого воздуха в воздушном компрессоре в генератор абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины без затрат электроэнергии, а снижением температуры сжатого воздуха перед блоком комплексной очистки водяным теплообменником охлаждающимся испарителем холодильной машины снижаются тепловые потери, что позволяет получить наиболее чистый продукт разделения воздуха.
Положительный эффект заключается в том, что устройство сберегает энергию, обеспечивая обогрев генератора АБХМ бросовым теплом, и снижает тепловые потери, тем самым повышая качество продукта разделения воздуха.