ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические основы разделения воздуха из "Технология связанного азота Издание 2" Количество СО 2 в воздухе в районах расположения крупных промышленных предприятий может достигать 0,04 объемн. %. [c.116] Кроме перечисленных компонентов, воздух содержит незначит ь-ные количества водорода, редких газов (гелий, неон, криптон, ксенон, радон), а также водяной пар. Влажность воздуха сильно колеблется в зависимости от времени года, состояния погоды и географических координат. [c.117] Для разделения воздуха на азот и кислород высокой чистоты применяется метод ректификации жидкого воздуха. Жидкие азот и кислород смешиваются во всех отношениях и образзпют почти идеальную смесь. [c.117] Парциальное давление ларов азота при 80—95 К в 4—5 раз выше давления паров кислорода. Таким образом азот является легколетучим компонентом воздуха, кислород — труднолетучим. Равновесные содержания азота и кислорода в жидкости и в паре определены путем экспериментов. По этим данным составлен ряд диаграмм и номограмм, удобных для расчета процессов разделения воздуха. [c.117] Как видно из диаграммы, с повышением давления разница в составе газовой и жидкой фаз уменьшается. В критической точке она полностью исчезает. Поэтому разделение воздуха выгоднее проводить при низких давлениях. [c.117] Наибольшее различие концентраций азота в газовой и жидкой фазах наблюдается при содержании его в жидкости в пределах 30—40 мол. %. Газообразный воздух, содержащий —79,1% N2, при 1 атм и 81,5 К находится в равновесии с жидкостью, в которой содержится 48,5% N2- Такой состав будут иметь первые капли, образующиеся при конденсации атмосферного воздуха. Жидкий воздух, в котором содержится 79,1% азота, при 1 атм и 78,5 К находится в равновесии с парами, содержащими 92,7% N2- Такой состав будут иметь первые порции газа, выделяющегося при испарении жидкого воздуха. [c.117] Диаграмма х — I, на которую нанесены изобары конденсации и испарения смесей, в настоящее время широко применяется для определения числа тарелок в колоннах, так как по диаграммам X — у получаются менее точные результаты. [c.119] По диаграмме х — I можно проследить изменение энтальпии пара и жидкости на каждой тарелке колонны определить в любом сечении колонны количество тепла, которое передается от конденсирующегося трудйолетучего компонента испаряющемуся легколетучему компоненту учесть изменение количества поднимающегося пара и стекающей жидкости на каждой тарелке. Наконец, с помощью этой диаграммы возможно определить тепловую нагрузку конденсаторов колонны разделения. [c.119] На оси абсцисс диаграммы х — I (рис. П1-13) отложены концентрации X легколетучего компонента в смеси (в мол. долях или в %), на оси ординат — удельная (или мольная) энтальпия смеси I. [c.119] Концентрация легколетучего компонента в жидкости обозначена х, концентрация его в паре — х , энтальпии обозначены соответственно Г и Точки, лежащие на изобаре аЪ, характеризуют начало кипения жидкости, точки на изобаре d соответствуют началу конденсации пара (сухой насыщенный пар). Ниже кривой аЪ расположена область жидкости, выше изобары d — область перегретого пара. Состояние системы между кривыми является двухфазной областью влажного пара. Разность энтальпий I — в точке А, . лежащей на йзобаре конденсации, и в точке Л j на изобаре испарения (кипения) при постоянном х равна теплоте парообразования г жидкой смеси данного состава х. [c.119] Номограмма Т — р — I — х — у равновесной системы арот — кислород для 1 моль (рис. П1-14). На ней нанесены раздельные сетки для жидкости и пара. В области жидкости нанесены изобары кипения жидких смесей, в области пара — изобары конденсации их паров при р = onst и показаны линии постоянных концентраций азота в жидкости жив паре у. [c.119] Пользуясь номограммой Т — р — I — х — у, можно при заданном давлении р определить для жидких смесей азота и кислорода любого состава температуры их кипения Ту, концентрации равновесного с жидкостью пара у у, энтальпии жидкости и пара Гг, а также подобрать данные для построения диаграмм Т — х — у и х—у. [c.120] 111-14. Номограмма Т—р—1 х—у равновесного состояния системы азот — кислород. [c.120] Пример 12. По номограмме Т—р—I—х—у (см. Приложение IV) составить таблицу для построения диаграммы Т—х—у системы азот — кислород при давле-яни 0,13 МН/м . [c.120] При этом давлении температура кипения азота 79,7 К, кислорода 92,5 К. Находим равновесные концентрации азота в жидкости х и в паре у при температурах 82, 84, 86 и 90 К. [c.120] Пример 13. Найти температуру кипения смеси азота с кислородом, содержащей 60 мол. % N2 под давлением 0,6 МН/м , содержание азота в равновесном паре и теплоту парообразования жидкой смеси. [c.120] Вернуться к основной статье