ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет установок для получения азота и кислорода методом глубокого охлаждения воздуха из "Методы расчетов по технологии связанного азота" Для получения технологического газообразного кислорода все более широко применяются агрегаты типа БР-1 большой производительности, перерабатывающие до 75 000 воздуха в час. Агрегаты работают по циклу низкого давления с применением Турбодетандера. [c.91] Во ВНИИКИММАШ е разрабатывается крупнейшая в мире установка по разделению воздуха типа БР-2. На ней будет вырабатываться до 35 000 м /час кислорода, чистый азот и криптоновый концентрат. [c.91] Для получения больших количеств жидкого кислорода или жидкого азота выпускаются аппараты типа КЖ-1600. Эти аппараты работают по циклу высокого давления с расширением большей части воздуха в поршневом детандере. [c.91] Воздух высокого давления из аммиачного холодильника 12 поступает в якорный теплообменник 10, после чего, пройдя змеевик в кубе колонны, дросселируется до 6 ama и поступает на шестую тарелку нижней колонны. [c.93] Схема двухступенчатой аммиачной холодильной установки с полным промежуточным охлаждением показана на рис. 13. [c.93] Газообразный аммиак из отделителя жидкого аммиака под давлением 0,4 ama засасывается в цилиндр низкого давления компрессора, где сжимается до давления около 3 ama. Горячий аммиак поступает в промежуточный сосуд, где за счет испарения части жидкого аммиака доводится до сухого насыщенного состояния. Из промежуточного сосуда аммиак засасывается в цилиндр высокого давления. Здесь он сжимается до конечного давления, зависящего от температуры охлаждающей воды, подаваемой в конденсатор. Сжиженный в конденсаторе аммиак сливается в ресивер, а оттуда через регулировочный вентиль PBI дросселируется в промежуточный сосуд. Жидкий аммиак из промежуточного сосуда через дроссель РВИ поступает в отделитель жидкого аммиака, а оттуда направляется в аппаратуру по разделению воздуха или в аппаратуру по разделению коксового газа, если она имеется. Испарившийся аммиак возвращается в отделитель, а затем засасывается в цилиндр низкого давления. [c.93] Схема цикла в TS диаграмме представлена на рис. 14. [c.93] Сжатый в турбокомпрессоре (на схеме не показан) до давления 6 ama воздух поступает в регенераторы. 20% воздуха поступает в кислородные регенераторы 1, и 80% —в азотные регенераторы 2. [c.94] В регенераторах воздух охлаждается до состояния, близкого к сухому насыщенному пару, и освобождается при этом от углекислоты и влаги. В кислородном регенераторе обратный поток превышает прямой примерно на 3%. При этом средняя разность температур на холодном конце регенераторов не превышает 9°, что обеспечивает возможность уноса обратным потоком кислорода всех примесей из регенератора. В азотных регенераторах необходимо уменьшить разность температур на холодных концах до величины, при которой азот обратного потока полностью унес бы углекислоту и влагу. Для этого ставят не два, а три регенератора. Выделение углекислоты и влаги достигается введением так называемой петли по методу. тройного дутья. Принцип петли заключается в использовании части холодного воздуха после регенераторов для дополнительного охлаждения прямого потока в регенераторах. После прохождения через регенератор азота в том же направлении проходит воздух петли и выводится через петлевые клапаны 19 из середины регенератора. [c.94] Кислородные и азотные регенераторы переключаются через каждые 3 минуты. После регенераторов большая часть воздуха поступает в нижнюю ректификационную колонну 8. Другая часть, воздух петли , после азотных регенераторов отводится в детандерный теплообменник 5, где осуществляется подогрев воздуха, идущего из нижней колонны в турбодетандер 17. В нижней колонне производится предварительное разделение воздуха на жидкий азот и обогащенный кислородом воздух. После промывки на трех тарелках отбирается примерно 25% газа, который проходит через теплообменник 5, фильтр /S и турбокомпрессор 17, где расширяется от давления 5,8 ama до 1,4 ama и при этом охлаждается до температуры насыщения. После детандера газ через адсорбер ацетилена 4 поступает в верхнюю колонну 7. [c.94] Из куба нижней колонны 8 жидкость поступает через керамический фильтр 10 и адсорбер ацетилена 11 ъ нижнюю часть переохладителя 9, где охлаждается, затем дросселируется и подается в верхнюю колонну,- Пары азота конденсируются в межтрубном пространстве конденсаторов 12—15 кислород кипит в трубках конденсаторов. Газообразный кислород из конденсатора 15 и верхней колонны 8 через регенераторы 1 поступает в газгольдер. [c.94] Материальные потоки в установках по разделению воздуха могут быть определены по следующим формулам. [c.96] Приход холода получается за счет эЬ зекта дросселирования и за счет расширения газа с отдачей внешней работы (в поршневых детандерах или турбодетандерах). [c.97] Полученная холодопроизводнтельность при дросселировании определяется грис. 16, как разность энтальпий в точке а, соответствующей температуре входа воздуха и точке с, лежащей на изоэнтальпе, проходяш,ей через точку 6, соответствующую конечному давлению воздуха после сжатия. [c.97] В установке с двумя давлениями и аммиачным охлаждением (рис. 17) баланс холода необходимо проводить с учетом дсбавочного холода, получаемого от аммиачной холодильной машины. [c.97] Ср = 0,250 — теплоемкость азота, ккал кг. град. [c.99] Приняв недорекуперацию по потоку азота и кислорода ТС, температуру после аммиачных холодильников 228° К, давление воздуха низкого давления 6 ama и потерн в окружающую среду 1,5 ккал/м перерабатываемого воздуха, находим необходимое давление воздуха высокого давления. Те-плосодерл анне воздуха при 1 ama и 228°К = 105,0 ккал/кг, а при 6 ama и 228° К = 104,5 ккал/кг. [c.99] Установка для получения жидкого кислорода (или жидкого азота) производительностью 1600 кг жидкости в час работает по циклу высокого давления со сжатием воздуха до 170 —108 апш и последующим расширением большей его части в поршневом детандере. Принимаем чистоту жидкого кислорода (ГОСТ 6331-52) равной 99,2%. Отходящий азот имеет чистоту 97%. [c.100] Уравнение теплового баланса установки с получением жидкого кислорода и расширением воздуха высокого давления в детандере состоит из следующих частей. [c.100] Вернуться к основной статье