ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принципиальные схемы сжижения воздуха из "Общая химическая технология Том 1" Простейшая установка для сжижения воздуха дросселированием, Принципиальная схема простейшей установки с дросселированием показана на рис. 102. Рассмотрим работу установки с момента ее пуска. [c.292] А—компрессор Б—водяной холодильник Д —противоточный теплообменник Г—дроссельный вентиль Д—газоотделитель. /—воздух при начальной температуре Гх и давлении Я, 2—сжатый воздух (давление Л,) 3—сжатый к охлажденный воздух (давление Д и температура Т ) О—жидкий воздух. [c.292] Количество жидкого воздуха, которое может быть получено в такой установке, определяется энергетическим балансом сжижающего аппарата, состоящего из противоточного теплообменника, дроссельного вентиля и газоотделителя. [c.293] С — холодопроизводительность цикла — количество холода, необходимое для охлаждения х килограммов воздуха от начальной температуры Г до температуры сжижения и для отвода теплоты конденсации. [c.293] уносимое йз аппарата жидким воздухом, равно х1о, а тепло, уносимое газообразным воздухом, у.ходящим из теплообменника при температуре Гь равно Таким образом, суммарный расход тепла равен х1о- ( —х)ц. [c.293] Приход тепла равен /з. [c.293] Ниже приведены результаты вычислений выходов жидкого воздуха, холодопро-нзводительности и расхода энергии на производство 1 кг жидкого воздуха при сжижении по описанной схеме. Расчет сделан для трех случаев, когда воздух с начальным давлением 1 ата при 15° сжимается до 50, 100 и 200 ата. Энтальпия исходного воздуха /1 = 119,1 ккал кг, энтальпия жидкого воздуха г о = 22 ккал кг (см. рис. 101). [c.293] Энтальпия сжатого воздуха при 15° ( s), ккал кг. ... [c.293] Выход жидкого воздуха (ж), кг/кг сжимаемого воздуха. [c.293] Холодопроизводительность и выход жидкого воздуха растут приблизительно прямо пропорционально давлению, а удельный расход энергии уменьшается с увеличением давления. [c.293] Цикл с дросселированием и с аммиачным охлаждением. Холодопроизводительность цикла можно увеличить путем предварительного охлаждения воздуха перед входом его в противоточный теплообменник. [c.293] В качестве примера работы цикла приведем результаты расчета для случая, когда Pi = 1 ат, Рг = 200 ат, Г, = = 288° К и предварительное охлаждение производится до температуры 223° К (см. рис. 101). [c.294] Приняв холодопроизводительность аммиачной холодильной мащины равной П50 ккал квт-ч, получим расход энергии на 1 кг жидкого воздуха 1,01 квт-ч вместо 2,11 квт-ч при таких же условиях, но без предварительного охлаждения. [c.294] Цикл с дросселированием и со сжатием до высокого давления части воздуха. [c.294] Расход энергии на сжижение воздуха дросселированием может быть снижен при разделении газового поюка на две части, из которых только одна служит для получения холода. [c.294] Для сжижения и разделения воздуха на азот и кислород в установке без предварительного охлаждения достаточно сжать воздух до давления около 55 ат. Между тем, как видно из приведенных выше данных, расход энергии а 1 ке жидкого воздуха понижается с повышением давления. Поэтому целесообразно часть воздуха сжать до более высокого давления, например до 200 ат, за счет дросселирования его покрыть потребность в холоде всей установки, а другую часть воздуха сжать только до давления 6—8 ат, необходимого для процесса ректификации. Расчет показывает, что в цикле, где охлаждение производится до —40°, достаточно сжимать до 200 ат только около 14% перерабатываемого воздуха. [c.294] Еще большее снижение удельного расхода энергии достигается, если холод получается путем дросселирования воздуха высокого давления до давления, промежуточного между высоким и атмосферным. Дросселированный воздух вновь сжимается в компрессоре и возвращается в цикл. Расход энергии снижается в связи с рассмотренной выше зависимостью удельного расхода энергии и холодопроизводительности от давления (см. стр. 293). [c.294] Если высокое давление равно 200 ат, промежуточное 50 аг и в аммиачном холодильнике воздух охлаждается до —50°, то расход энергии на 1 кг жидкого воздуха равен 0,666 квт-ч/кг. [c.295] основанный на использовании эффекта охлаждения при расширении с отдачей внешней работы. Сжатый воздух поступает в машину, аналогичн ю паровой машине или паровой турбине (детандер), в которой производит работу, расширяясь и охлаждаясь. Конструирование машины, работающей при низких температурах, представляло наиболее трудную часть задачи создания данного цикла. [c.295] Работа, полученная в детандере, используется для сжатия воздуха. [c.296] Вернуться к основной статье