ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы УСТАНОВКИ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА Организация производства из "Получение кислорода Издание 4" Рассмотрим тепловой и материальный балансы аппарата двукратной ректификации. [c.108] Тепловой баланс. Несмотря на то что в процессе ректификации происходит интенсивный теплообмен между газообразной и жидкой фазами разделяемого воздуха, для самого процесса не требуется затраты холода. Если бы не было потерь холода в окружающую среду, то при двойной ректификации пришлось бы даже отводить из аппарата тот излишний холод, который получается при дросселировании воздуха с давления в нижней колонне до давления в верхней колонне. Следовательно, если допустить отсутствие холодопотерь во время установившегося процесса разделения воздуха, то холодильный цикл не требуется. [c.108] Процесс разделения в этом случае происходит за счет холода, накопленного в аппарате при его пуске. [c.108] При наличии же холодопотерь, вызываемых поступлением внешнего тепла в воздухоразделительный аппарат, накопленная в нем жидкость будет постепенно испаряться и количество ее уменьшаться, что приведет к нарушению процесса ректификации воздуха. Для компенсации холодопотерь и сохранения в аппарате необходимого количества жидкости приходится всегда использовать внешний холодильный цикл. [c.108] Потерю холода через изоляцию принимают по опытным данным в пределах, указанных в предыдущей главе. [c.109] Энтальпии кислорода и азота для разных давлений, концентраций и температур определяют по номограмме Т—р—I—х—у, приведенной на рис. 25 (см. стр. 95). При высоких концентрациях можно пользоваться диаграммами г—lg р для кислорода и азота (рис. 33 и 34, см. Приложение). На этих диаграммах по горизонтальной оси отложены значения энтальпий в ккал/кг (кдж/кг), а по вертикальной—абсолютные давления р в кгс/см на логарифмической шкале шкала температур дана в °К. Пограничная кривая пара расположена справа, а пограничная кривая жидкости—слева от общей верхней точки, являющейся критической точкой для данного газа. [c.109] Зная давление и температуру газа, находят точку пересечения соответствующих им линий на диаграмме /—lg р опустив из этой точки вертикаль на горизонтальную ось, получают значение энтальпии для данного состояния газа. Примеры пользования диаграммами /—р даны ниже, в числовых примерах составления теплового баланса воздухоразделительного аппарата. [c.109] Материальный баланс. Количества поступающего в аппарат кислорода и азота с воздухом равны количествам этих газов, отходящих из аппарата с продуктами разделения. [c.109] Принимаем, что поступающий в разделительный аппарат атмосферный воздух содержит по объему 20,9% кислорода и 79,1% азота (аргон отнесен к азоту). [c.110] Поэтому регулирование процесса ректификации в воздухоразделительном аппарате должно быть направлено на достижение наибольшей чистоты отходящего азота с целью увеличения выхода кислорода. [c.111] В табл. 10 приведены данные о выходе кислорода из 1 ж воздуха, а в табл. 11—о расходе воздуха на 1 кислорода, подсчитанные для различных концентраций продуктов разделения. [c.111] Рассмотрим на ряде примеров, как на основе материального и теплового балансов воздухоразделительного аппарата можно рассчитать некоторые параметры процесса разделения воздуха. [c.112] Пример 2. Определить количество перерабатываемого в час воздуха для получения 2000 кг/ч жидкого кислорода концентрации 98,5% Оз и при содержании в отходящем из аппарата воздухе 17,5% кислорода. [c.112] Пример 3. Составить тепловой баланс и определить расход энергии на 1 кислорода в установке, работающей по циклу с простым дросселированием. [c.112] Количество получаемого кислорода 100 м 1ч (при О °С и 760 мм рт. ст.). Количество перерабатываемого воздуха 565 м ч (при О °С и 760 мм рт. ст.) Температура поступающего в аппарат воздуха 30 °С. [c.112] Потери через изоляцию принимаем дц=, 5 ккал (6,3 кдж) на 1 кг воздуха. Общие потери Qn=l,5+, 14=2,64 ккал (11,1 кдж) на 1 кг. Энтальпия воздуха при pj=l,2 кгс/см и Г=303 °К по диаграмме S—Т (см. рис. 5) равна ig= 122,9 ккал/кг. [c.113] По диаграмме S—Т для воздуха находим, что при Т=303°К этой энтальпии соответствует абсолютное давление ра=50 кгс/см . [c.113] Пример 4. Определить количество получаемого жидкого кислорода, в установке, работающей по холодильному циклу высокого давления с детандером, и расход энергии на 1 кг жидкого кислорода. [c.113] Количество перерабатываемого воздуха 565 л /ч (при О °С и 760 мм рт. ст.). Температура поступающего в аппарат воздух а 30 °С. [c.113] Вернуться к основной статье