ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение неона из неоно-гелиевой смеси из "Разделение воздуха методом глубокого охлаждения Том 2 Издание 2" Применяются два метода получения неона из неоно-гелиевой смеси — конденсационной и адсорбционной. [c.99] Конденсационный метод разделения неоно-гелиевой смеси в его первоначальных вариантах был основан на выделении твердого неона при охлаждении смеси жидким водородом, кипящим под вакуумом. Одновременно в установке получается чистый гелий, так как при температуре 14° К упругость паров неона над твердым неоном составляет лишь около 0,1 мм рт. ст. Расход жидкого водорода в одной из установок этого типа составил 1,3— 1,6 Зж на разделение 500 Зле неоно-гелиевой смеси. Существенным недостатком этого метода, наряду с опасностью, связанной с применением жидкого водорода, является необходимость предварительной глубокой очистки разделяемой смеси от посторонних примесей. [c.99] В промышленной установке для получения неона конденсационным способом, разработанной Всесоюзным электротехническим институтом им. Ленина, перерабатывается 10 м ч чистой неоно-гелиевой смеси (75% Ме). Смесь поступает в установку под давлением 2,5 Мн1м . В замкнутом холодйль-ном цикле циркулирует 0,25 Ые на 1 л перерабатываемой смеси. Установка обеспечивает высокую степень извлечения неона — до 95%. Содержание гелия в продукционном неоне не превышает 0,1% об. [c.101] На рис. 15 представлена установка для разделения неоно-гелиевой смеси, обеспечивающая получение жидкого неона с содержанием примесей гелия не выше 10 % об. [66]. Условия разделения выбраны с учетом данных по фазовым соотношениям в системе гелий—неон [63]. Газовая смесь, сжатая до 2,5 Мн/м в компрессоре /, охлаждается до 78° К в теплообменниках 2 к 3 и в ванне 4 с жидким азотом. Дальнейшее охлаждение обеспечивается в про-тивоточном теплообменнике 5 и в теплообменнике 6, где смесь охлаждается до 25—26° К и где конденсируется неон. После отделения паровой фазы в отделителе жидкости 8 жидкость дросселируется до 0,12 Мн1м и поступает в колонну 9, где происходит практически полное отделение гелия. Установка рассчитана на непрерывную работу с коэффициентом извлечения неона до 97—97,5%. [c.101] Адсорбционный метод получения неона нашел широкое применение в промышленности и в лабораторной практике. Этот метод основан на различии в адсорбируемости компонентов смеси. Неоно-гелиевая смесь адсорбируется при низкой температуре (обычно при температуре жидкого азота), причем в процессе однократной адсорбции уже происходит существенное обогащение адсорбированной фазы неоном. Процесс разделения производится адсорбционно-термическим способом. [c.101] В табл. 2 даны величины адсорбции гелия и неона активированным углем марки АГ-2 при температуре 63 и 78° К, а в табл. 3 — углем СКТ при температуре 77 и 90° К. [c.101] Ниже описывается хроматографический вариант адсорбционно-терми-ческого метода разделения, когда вещества ]эазделяются в результате различной скорости движения адсорбированных компонентов по слою адсорбента. Послойный обогрев адсорбента вызывает десорбцию адсорбата. [c.102] Процесс адсорбции желательно проводить при более низкой температуре это способствует повышению чистоты неона и увеличению производительности адсорбера. При снижении температуры от 77 до 67° К производительность увеличивается примерно на 80%. Увеличение производительности может быть также достигнуто путем повышения давления в адсорбере. [c.102] Отношение длины слоя адсорбента к диа1иетру аппарата обычно принимается не менее 6 1. [c.102] десорбирующиеся в верхней, более теплой части адсорбера, проходят дополнительно через охлажденный адсорбент в нижней части аппарата, что способствует более четкому разделе 1-ию смеси. После полного удаления из ванны жидкого азота и начала десорбции чистого неона выпуск газа осуществляется из верхней части адсорбера. Технологический процесс контролируется с помощью газоразрядных трубок. Неоно-гелиевую смесь подают на адсорбент, охлажденный жидким азотом, кипящим под вакуумом (давление паров азота 120—150 мм рт. ст.). При наполнении адсорбера активированным углем АГ-2 (3,6 кг) в аппарате за один рабочий цикл может быть получено 197 дм чистого неона (99,8—99,9% Ме) при коэффициенте извлечения 0,74 и производительности аппарата по исходной смеси 345 дм 1ч. [c.103] Поршневые компрессоры широко применяются для сжатия воздуха, кислорода, азота и других газов до высоких и средних давлений. Ни центробежные, ни различные объемные машины (ротационные, винтовые и др.) не могут быть использованы в промышленных условиях для указанных целей. [c.105] Рабочий процесс, протекающий в цилиндре поршневого компрессора, может быть представлен в ро-координатах индикаторной диаграммой (рис. 1), где 4—1 — линия всасывания, 1—2 — линия сжатия, 2—3 — линия нагнетания и 3 —4 — линия расширения газа из мертвого пространства. На рис. 1 показан также метод построения индикаторной диаграммы. [c.105] На графике рис. 2 показаны зависимости объемного коэффициента от степени сжатия е при различной относительной величине мертвого объема а и двух значениях показателя политропы расширения. [c.106] Коэффициент давления Кр для первой ступени с давлением всасывания 0,1 Мн м находится в пределах %р 0,95-ьС, 98, для последующих ступеней Яр = 0,97- 1,0. [c.106] Величина Kgj, ощутима только для первых двух ступеней, на последующих ступенях Kgj, я 1,0. На рис. 3 дан график зависимости коэффициента влажности Kgj, от температуры всасывания Т с и относительной влажности ф. [c.107] Температура газа в цилиндрах ограничивается свойствами применяемого масла для компрессоров со смазкой цилиндра или свойствами материала поршневых колец для компрессоров с несмазываемым поршневым уплотнением. [c.107] После округления до целого числа величины I по этому же графику можно определить степень сжатия для отдельных ступеней компрессора и по гра-( ику рис. 4 — температуру сжатия. [c.108] После определения давлений для отдельных ступеней и гидравлических сопротивлений необходимо проверить температуры сжимаемого газа в цилиндрах по действительным степеням сжатия. [c.109] На графике рис. 6 показана величина Nus в зависимости от степени сжатия газа в компрессоре е при начальной температуре Т с = 293° К для массового расхода 100 кг1ч. [c.109] Вернуться к основной статье