ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ожижители большой производительности из "Получение жидкого водорода" В последнее время в связи с возросшей потребностью в жидком водороде особое внимание за рубежом уделяется созданию крупных ожижительных установок производительностью свыше 10 000 л/ч жидкого параводорода. [c.84] Крупные установки работают по циклу с детандером (турбодетандером). Экономичным для крупных установок является цикл с несколькими детандерами, работающими на разных температурных уровнях. [c.84] Принципиальная схема установки производительностью 16 000 л/ч жидкого водорода показана на рис. 33 [1, 6, 116]. [c.84] Установка имеет замкнутый каскадный циркуляционный холодильный цикл, служащий для охлаждения и ожижения основного потока технологического водорода. Циркуляционный холодильный цикл оформлен как цикл двух давлений с турбодетандером на линии низкего давления. [c.84] Поток водорода, предназначенный для ожижения, отделен от циркуляционного потока водорода, так что только ожижаемый водород подвергается очистке и конверсии. [c.84] Поступающий в ожижитель 98,8%-ный водород содержит следующие примеси 0,6% СН4, 0,3% СО, 0,3% N 2 и Аг, следы паров воды и двуокиси углерода. Полное удаление всех примесей проводится в процессе охлаждения и ожижения водорода методами адсорбции и фильтрации. Пары воды удаляются при 4,5—5°С путем поглощения их окисью алюминия метан адсорбируется активированным углем при 100 °К СО, N2, Аг удаляются адсорбцией на силикагеле при 80 °К. Регенерация адсорбентов и фильтрующих элементов осуществляется периодически в процессе ожижения. [c.85] Процесс охлаждения и ожижения основного потока технологического водорода состоит нз сжатия его в компрессоре 1 (см. рис. 33), оллаждения до 4,5—5°С во фреоновом теплообменнике 3, осушке от влаги в блоке осушки 4. Затем, пройдя теплообменник 5, где поток охлаждается до 100 °К, водород направляется в блок очистки 12. в котором удаляется метан. В ванне жидкого азота 6 водород охлаждается до 80 °К за счет холода жидкого азота, кипящего при давлении несколько выше атмосферного, и далее поступает в блок очистки 13 для удаления азота, аргона и других оставшихся примесей. Последующее охлаждение водорода происходит в теплообменнике 7, в ванне жидкого азота 8, кипящего под вакуумом (остаточное давление 0,14 ат), теплообменнике 9, ванне 10 жидкого водорода циркуляционного холодильного цикла (водород кипит под давлением 7 аг). Температура основного технологического потока водорода после ванны 10 составляет приблизительно 29 °К. [c.85] Окончательное охлаждение сливаемого из ожижителя водорода происходит во второй ванне 11 жидким водородом, кипящим при давлении, немного превышающем атмосферное. [c.85] Сливаемый из ожижителя жидкий водород содержит 95% параводорода. Конверсия нормального водорода в параводород происходит на разных температурных уровнях. Катализатором здесь служит окись хрома, нанесенная на окись алюминия. [c.85] Во второй азотной ванне 8 поток водорода снова ох лаждается, азот кипит при температуре 64 °К и остаточном давлении 0,14 ат (третья ступень охлаждения). Затем, пройдя теплообменник 9, через который также проходит поток водорода низкого давления, водород дросселируется до 7 ат и подается в сборник 10, где частично ожижается при 29 °К. Пары водорода из сборника 10 направляются в теплообменник 9, откуда вместе с потоком газа низкого давления направляются в турбодетандер 15. За счет расширения в турбодетандере газ охлаждается до 36 °К. [c.87] Жидкий водород из сборника 10 при давлении 7 ат дросселируется до давления, немного превышающего атмосферное, и подается в сборник И. Пары водорода из сборника И и водород из турбодетандера 15 направляются в компрессоры 2, тем самым замыкается циркуляционный холодильный цикл. [c.87] Применение пяти ступеней каскада (последние его ступени — охлаждение за счет расширения в дроссельном вентиле и детандере) для водородного холодильного цикла обеспечивает высокую экономичность установки. При полной нагрузке расход энергии составляет 20 квт-ч1кг жидкого водорода. Пусковой период низкотемпературного оборудования установки сравнительно небольшой. Жидкий водород в ожижителе образуется через 12 ч после пуска водородных компрессоров. [c.87] Для безопасной эксплуатации водородного ожижителя предусматривается применять для продувки во всех случаях газообразный азот. Низкотемпературные блоки непрерывно продувают чистым азотом. Давление в блоках иоддерживается выше атмосферного во избежание подсоса воздуха. [c.87] Управление процессом производится автоматически с пульта управления посредством пневматической передающей системы. [c.87] Вернуться к основной статье