ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические способы из "Получение кислорода Издание 4" Физические способы очистки воздуха от двуокиси углерода основаны на ее вымораживании, адсорбции и отмывке. Эти способы весьма эффективны и поэтому получили широкое распространение в современных воздухоразделительных установках. [c.394] Вымораживание двуокиси углерода производится в регенераторах или в специальных теплообменниках-вымораживателях. [c.394] Последний способ принят в установках низкого давления для получения жидкого кислорода, разработанных акад. П. Л. Капицей, а также в азотно-кислородных установках БР-6. При- геняются различные конструкции вымораживателей плоские (установки П. Л. Капицы) витые трубчатые высокого давления с прохождением очищаемого воздуха внутри трубок (установки Г-540, КТ-3600, Г-6800) низкого давления с прямыми трубками и прохождением очищаемого воздуха в межтрубном пространстве (установки БР-6). Вымораживатели прямотрубные, используемые в установках с регенераторами, имеют в межтрубном пространстве поперечные перегородки для задержания кристаллов двуокиси углерода, выпадающих вследствие кратковременного возрастания скорости воздуха при переключении регенераторов. [c.395] —средняя логарифмическая разность температур, град. [c.395] В этих условиях u p.= 9,88 град. [c.396] Трубы принимаются размером 8Х 1 мм длина трубы 5800 мм-, шаг 14 мм общее количество труб 1908. При внутреннем диаметре обечайки 686 мм поверхность теплообмена по наружному диаметру труб равна 278 м . Такой вымора-живатель предназначен для тепловой нагрузки 60 000—75 ООО ккал/ч. [c.396] Продолжительность работы вымораживателя до забивки пропорциональна его максимальной удельной нагрузке, т. е. количеству Og в кг м -ч, высаживающейся в наиболее напряженном сечении. С целью приближения максимальной удельной нагрузки к средней нагрузке следует по возможности подбирать такое соотношение потоков, чтобы разность температур на теплом конце вымораживателя не превышала среднелогарифмическую разность температур. [c.396] Очистка воздуха от двуокиси углерода и влаги вымораживанием их на насадке регенераторов происходит в процессе охлаждения воздуха в регенераторах. Поскольку этот процесс непосредственно связан с работой и конструкцией регенераторов, его описание приводится в гл. VHI. [c.396] Адсорбция двуокиси углерода осуществляется силикагелем при низкой температуре. Адсорбцией называется процесс поглощения газов, паров и жидкостей твердыми веществами с высокопористой структурой—адсорбентами (силикагель, активная окись алюминия и др.). Поверхность пор измеряется сотнями квадратных метров на 1 г массы вещества адсорбента. Размеры пор настолько малы, что соизмеримы даже с размерами молекул газов. Лучше всего поглощаются адсорбентами вещества с высокой критической температурой. Из воздуха, например, хорошо адсорбируются ацетилен, двуокись углерода, водяные пары. При температуре порядка —130 °С и ниже твердая двуокись углерода хорошо адсорбируется из потока воздуха силикагелем. [c.396] В табл. 35 приведены величины коэффициента к, показывающего отношение фактического парциального давления двуокиси углерода в воздухе к теоретическому, найденному по фазовой диаграмме равновесия паров над твердой СО2 при данной температуре и давлении. [c.397] Теоретическое парциальное давление СОг, мм рт. ст. [c.397] Из табл. 35 следует, что выделение твердой двуокиси углерода из воздуха в процессе охлаждения начинается при более низкой температуре, чем это следует из кривых фазового равновесия паров над твердой СОз. Твердая двуокись углерода как бы растворена в сжатом и охлажденном воздухе и поэтому может удаляться из него адсорбентом при весьма низких температурах. [c.397] При адсорбционном способе очистки воздух из регенератора или теплообменника отбирается в силика-гелевый адсорбер при температуре, близкой к точке вымерзания СО2 для данного давления воздуха. Один из вариантов использования этого способа был показан при описании схемы кислородной установки низкого давления фирмы Линде (см. стр. 216). В этом варианте при избыточном давлении 5 кгс см температура воздуха, отбираемого в адсорбер СО2, равна около —130 °С. [c.398] Очистка воздуха от СО., силикагелем применяется также в кислородно-азотных установках высокого и среднего давления. Адсорбция СО., из воздуха происходит при температуре минус 125—150 °С. При очистке воздуха от СО, адсорбцией остаточное количество СО., составляет 0,1—0,5 см м воздуха. [c.398] Очистка воздуха от СО, адсорбцией на силикагеле применяется и в отечественных транспортных кислородно-азотных установках, работающих по циклу высокого давления с поршневым детандером. Часть воздуха высокого давления после теплообменника направляется при температуре —150 °С в адсорбер СО высокого давления вторая часть воздуха поступает в адсорбер СО, низкого давления, после расширения в детандере и охлаждения до —128 °С. Десорбция силикагеля в этих условиях производится сухим азотом. [c.399] Способ адсорбции имеет то преимущество, что силикагель одновременно с Oj удерживает также основное количество ацетилена и других углеводородов, содержащихся в перерабатываемом воздухе. Это повышает безопасность работы воздухораздельного аппарата, так как уменьшает вероятность накопления в нем взрывоопасных примесей (ацетилена, продуктов разложения масла и других углеводородов). [c.400] Отмывка твердой двуокиси углерода жидким воздухом применяется в некоторых установках, работающих по циклу высокого давления с детандером. Двуокись углерода удаляется из воздуха вымораживанием в теплообменнике, с последующей отмывкой твердой Og жидким воздухом на тарелках нижней колонны. [c.400] В поршневой детандер воздухоразделительных установок высокого давления воздух обычно поступает с температурой от —15 до —30 °С, при абсолютном давлении 200 кгс см и расширяется до абсолютного давления в нижней колонне 6,5- 7 кгсЬм , охлаждаясь при этом до температуры около —160 °С. В соответствии с кривой 2 на рис. 156 при этом уже может выпадать твердая двуокись углерода. Однако поскольку в цилиндре поршневого детандера давление в конце расширения составляет 20ч-25 кгс см , то выпадения Og фактически не происходит. Твердая двуокись углерода выпадает только при дальнейшем расширении воздуха в выпускном клапане детандера и трубопроводе при большой скорости потока она уносится в куб нижней колонны или улавливается установленными на трубопроводе фильтрами для твердой СО,. [c.400] Процесс очистки воздуха высокого давления от Og вымораживанием, с последующей отмывкой твердой двуокиси углерода жидким воздухом, схематически показан на рис. 158. [c.400] Вернуться к основной статье