O metodă de producere a unui azot lichid

Utilizare: criogenice facilități de lichefiere azot la producția de mare capacitate. REZUMATUL INVENȚIEI: azot gazos, după comprimare în compresoarele 2 și 3 este împărțit în două părți. O porție din gazul este supus lichefiere și o altă porțiune de azot la temperatura ambiantă, este alimentat în expandor turbo 4 pentru prepararea la rece, care este utilizat în schimbătorul de căldură 5 pentru îndepărtarea căldurii din gazul de fluidizare. azot presiune scăzută după compresorul 2 și răcirea în schimbătorul de căldură 5 vaporii backflow alimentat în expandor turbo 6 pentru rece, care este utilizat într-un schimbător de căldură 7 pentru îndepărtarea căldurii din gazul de fluidizare, la un nivel de temperatură mai scăzută. Azotul comprimat și răcit după ștrangulare este drenată în colector 9, iar aburul trece din colecția de schimbătoare de căldură și prin închiderea ciclului trece la aspirație a compresorului 2. 1-il.

Invenția se referă la tehnologia criogenice și pot fi utilizate cel mai eficient în utilizarea lichefiere instalații de azot în cea mai mare parte a producției sale.

Metode cunoscute pentru producerea azotului lichid în care răcirea cu azot comprimat rece obținut în două cicluri merge trei expandor (1).

Un dezavantaj al metodelor cunoscute este că după răcirea respectivului ciclu de azot comprimat sunt pierderi ireversibile semnificative care duc la creșterea consumului specific de energie pentru azot lichid.

Este cunoscută o metodă de lichefiere a gazului în două cascadă instalație criogenică în care este prevăzută posibilitatea cu răcire expander gaz comprimat conectat la temperatura superioară a nivelului de temperatură în cascadă treaptă inferioară (expander) (2).

Dezavantajul metodei cunoscute este acela de a folosi pentru lichefierea azotului termodinamic, și, prin urmare, nu este profitabil punct de vedere economic.

Cea mai apropiată soluție tehnică aleasă ca prototip, este o metodă pentru lichefierea gazului în instalație gazoozhizhayuschey prin comprimarea într-un compresor de răcire perechi refluxului, apoi pe exterior și două cicluri de răcire etapă expander, presiune înaltă și joasă, urmat de gâtuirea (3).

Cu toate acestea, în cunoscut ciclul extensor gaz metoda fluidizării presiune ridicată este utilizat în nivelul de temperatură (orificiul de intrare a gazului in turbina de expansiune) este semnificativ sub temperatura mediului ambiant, ceea ce reduce eficiența și deci eficiența procesului de lichefiere. Mai mult, utilizarea etapelor externe de răcire (lichefiere refrigerare este azot mașină cu abur) complică instalația; În timpul funcționării nu necesită întreținere specială și disponibilitatea agentului frigorific, și lucrează în condiții nefavorabile, energia în răcirea gazelor de proces, astfel cum Temperatura de fierbere a agentului frigorific este constantă, iar gazul de răcire comprimat este la o temperatură variabilă, deci schimbări mari de temperatură, ceea ce duce la pierderi ireversibile semnificative.

Problema care trebuie rezolvată prin invenția revendicată - dezvoltarea unei metode de producere a unui azot lichid din gaz, permite reducerea consumului specific de energie al criogenice și pentru a îmbunătăți performanța fluidifiant.

Rezultatul tehnic care poate fi obținut prin utilizarea metodei conform invenției constă în utilizarea a două cicluri expander criogenice fără răcire externă etapă secvențială de deviere a căldurii de la azotul proces fluidisable comprimat aproape de un reversibil, adică cu pierderi minime.

În plus, rezultatul tehnic, care este îndreptată către metoda conform invenției constă în îmbunătățirea performanței fluidifiant prin eliminarea din aburul circuitul de răcire răcitor extern pas.

Respectivul rezultat tehnic se realizează prin metoda de producere a azotului lichid care cuprinde comprimarea gaz fluidizant împreună cu ciclul expander de gaze în compresoarele, răcirea ciclului de fluidizare a gazului expandor de presiune înaltă și joasă, și refluxul în perechi, urmat de strangularea conform invenției, îndepărtarea căldurii din azot fluidisable comprimat se realizează succesiv două cicluri expander criogenice - proces aproape fără etapa de răcire reversibil externă, în care expandor de neregulate proliferativă înaltă presiune buclă de plumb de la temperatura ambiantă la o temperatură de 125 ° C128 ° K, regenerative extensor și joasă presiune ciclu al temperaturii de 125 ° C128 ° K la temperatura de saturație a azotului la presiune atmosferică.

Folosind aceste cicluri expander, care sunt cele mai eficiente dintre cele cunoscute în intervalul de temperatură în timpul retragerii căldurii din gazul comprimat, reducând astfel pierderea de ștrangulare ireversibil presurizat gaz fluidizant la minimum și pentru a reduce consumul de energie lichefiere semnificativ azot comparativ cu utilizate în prezent, în timp și a propus în brevetul literatură azot fluidifiant.

Desenul prezintă o diagramă schematică a instalării liquefiers pentru realizarea metodei.

Instalația este alcătuită dintr-un compresor joasă presiune 2, un compresor de rapel 3, extensoare turbo 4 și 6, schimbătoarele de căldură 5 și 7, colectarea azotului lichid 9 și clapeta de accelerație 8.

Gazul de azot produs în procesul de separare a aerului este alimentat printr-o conductă 1 la compresor 2 și după comprimare este împărțit în două părți. Una dintre ele este furnizată în continuare la comprimare în compresor 3, și o altă porțiune de azot după răcire în schimbătorul de căldură 5 la o temperatură de 125 ° C128 ° K este trimis la turbina de expansiune 6, in care sa extins la o presiune de 01 MPa, în care temperatura azotului este redusă la o strânsă temperatură la saturație la presiune atmosferică și în continuare este condus, în flux invers schimbător de căldură 7 pentru răcirea fluidisable curent de azot comprimat. Azotul comprimat la presiune ridicată înainte de compresorul 3 este de asemenea împărțit în două fluxuri. Un curent de azot comprimat la temperatura ambiantă, intră în turboexpandoare 4 pentru prepararea rece necesară pentru îndepărtarea căldurii din azotul comprimat fluidisable Schimbător 5. Temperatura azotului după expansiune într-o turbină de expansiune 4 la o presiune de 0,1 MPa este coborâtă la 125 ° C128 ° K.

Soluția tehnică propusă permite eliminarea dezavantajelor existente în rezolvarea problemei obținerii azotului lichid în cantități mari, fără cheltuieli suplimentare de energie. În același timp, a redus de complexitate în funcționarea instalației liquefiers.

O metodă de producere a azotului lichid, prin comprimare compresoare fluidisable gaz ciclu expander gaz de răcire fluidizant ciclu expander gaz de presiune înaltă și joasă, și refluxului în perechi, urmat de gâtuirea, caracterizat prin aceea că îndepărtarea căldurii din azot fluidisable comprimat se realizează succesiv două expander cicluri criogenice proces aproape fără etapa de răcire reversibil exterior, în care de înaltă presiune ciclu expander neregerativny efectuat la temperatura ambiantă cf. rânduri la o temperatură de 125 ° C până la 128 K, iar ciclul de extensor de joasă presiune temperatură regerativny 125 o C 128K la temperatura de saturație a azotului la presiunea atmosferică.