ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности установок низкого давления из "Получение кислорода Издание 5 1972" В установках производительностью 3500—4000 м 1ч кислорода и более удельные холодопотери снижаются до 1 —1,5 ккал (4,2— 6,3 кдж) на 1 кг перерабатываемого воздуха. В этом случае становится возможным отказаться от применения в холодильном цикле воздуха высокого давления и для покрытия потерь холода использовать только воздух низкого давления. Рабочее давление цикла в установках низкого давления (/ и = 5—6 кгс1см ) определяется необходимостью создания температурного напора в конденсаторе аппарата двукратной ректификации. Холод в крупных установках низкого давления получается путем расширения части воздуха низкого давления в турбодетандере, обладающем высоким коэффициентом полезного действия. Применяют два турбодетандера при пуске установки оба работают параллельно, а при установившемся режиме работает один, второй же является резервным. [c.186] Работы по созданию крупных кислородных установок для получения технологического кислорода с использованием воздуха одного низкого давления впервые в мировой технике были начаты в СССР в 1939—1943 гг. академиком П. Л. Капицей на основе разработанной им схемы такой установки и конструкции высокоэффективного турбодетандера. В последующие годы эти работы были продолжены научно-исследовательскими институтами и заводами кислородного машиностроения. Установки низкого давления в настоящее время строятся также за рубежом (США, Англия, Франция, Япония, Италия, ФРГ). [c.186] Установки низкого давления для получения газообразного технологического кислорода обычно имеют производительность 1300— 1400 3500—6000 7000—15 000 и 25 000—35 000 м ч кислорода. Возможны и более крупные установки производительностью порядка 60 000—75 000 м ч кислорода. [c.186] Для установки низкого давления требуется турбодетандер с высоким коэффициентом полезного действия, так как весь основной холод получается только в нем. Количество холода зависит от давления воздуха на входе в турбодетандер, расхода воздуха через турбодетандер и к. п. д. последнего. [c.187] Расчетами и опытами установлено, что оптимальные условия создаются при подаче из турбодетандера в верхнюю колонну 20— 25% от общего количества воздуха. Для того чтобы при этом можно было компенсировать все холодопотери в установке, турбодетандер должен иметь к. п. д., равный 75—80%. [c.188] Удельный расход электроэнергии в установках низкого давле- ния составляет 0,42—0,60 квт-ч (1512—2160 кдж) на 1 кислорода в зависимости от производительности установки и совершенства ее конструкции. [c.188] При проектировании установок с одним низким давлением воздуха необходимо предусмотреть нормальные условия работы регенераторов с тем, чтобы исключить забивку их твердой двуокисью углерода. Для того чтобы осевшая на насадке регенератора (ближе к его холодному концу, где температура находится в пределах от —130 до —170 °С) твердая СОг могла сублимироваться и полностью удаляться обратными потоками продуктов разделения, необходимо обеспечить на холодном конце генераторов минимальную разность температур прямого и обратного потоков газов. [c.188] Перед началом периода холодного дутья температура насадки на холодном конце генератора приблизительно равна температуре прямого потока воздуха в конце периода теплого дутья. Обратный же поток газов (например, азота) имеет более низкую температуру. Если температура азота значительно ниже температуры насадки, осевшая на насадке СОг не будет полностью возгоняться и выноситься обратным потоком и постепенно закупорит каналы насадки регенератора. [c.188] Чем ближе температура обратного потока газа к температуре насадки, т. е. чем меньше разность температур прямого и обратного потоков газов на холодном конце регенераторов, тем больше СОг будет выноситься из них обратным потоком газа и тем полнее будет самоочистка насадки регенератора от отложений твердой двуокиси углерода. [c.188] При малой разности температур на холодном конце регенераторов тепловая нагрузка в них распределяется более равномерно по всей высоте насадки и количество передаваемого тепла на 1 кг насадки соответственно уменьшается. Это способствует более равномерному выделению твердой СОг по высоте регенераторов, уменьшает количество СОг, оседающей на 1. и- насадки, и облегчает обратный вынос ее потоками азота и кислорода. [c.188] В установках двух давлений, например КТ-ЮООМ, часть воздуха прямого потока не поступает в регенераторы и освобождается от СОг раствором щелочи в скрубберах, а затем направляется на охлаждение в азотные теплообменники. Поскольку дополнительное о.хлаждение воздуха производится за счет детандера, количество обратного потока азота в теплообменнике можно уменьшить до 60—70% от количества поступающего воздуха. Остальной азот идет через азотные регенераторы, что увеличивает обратный поток на 3—3,5% по сравнению с прямым потоком воздуха. [c.189] В кислородных регенераторах обратный поток кислорода также больше на 3—3,5% прямого потока воздуха, что обеспечивается распределением воздуха между кислородными и азотными регенераторами с помощью задвижек на линии воздуха низкого давления. Такое соотношение потоков в регенераторах уменьшает разность температур на холодном конце до 6—8 град. В этом случае вся осевшая на насадке двуокись углерода практически полностью выносится обратными потоками газов и регенераторы не забиваются в течение 6—7 месяцев непрерывной работы. [c.189] По схеме воздушной тепловой петли (рис. 4.27) часть воздуха после холодного конца регенератора вновь направляется в регенератор для дополнительного охлаждения поступающего воздуха прямого потока этим достигается сближение температур прямого и обратного потоков на холодном конце регенератора. [c.190] Сближение температур воздуха и азота на холодном конце регенераторов достигается также частичным отбором воздуха прямого потока из холодной зоны регенераторов с последующей очисткой этого воздуха от двуокиси углерода в силикагелевых адсорберах или вымораживанием в теплообменниках (способ 3, см. также рис. 4.25, б и 4.25, б). [c.190] Холодопотери, связанные с работой насоса (трение и теплопри-ток из окружающей среды), здесь включены в потери холода через изоляцию дп. Для установки типа БР-1 с блоком криптона и технического кислорода, включая потери с жидким криптоновым концентратом и потери, связанные с работой насоса жидкого кислорода, и=1,4 ккал1м п. в. [c.192] Вернуться к основной статье