ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Регулирование процесса ректификации и теплового режима аппарата из "Получение кислорода Издание 5 1972" В процессе работы приходится регулировать режим ректификации — по результатам анализов состава продуктов разделения итепловой режим — по данным замеров уровней жидкости в конденсаторах и измерения температур. [c.589] Содер1жание кислорода в кубовой жидкости зависит от способа подвода воздуха в куб нижней колонны. При подаче в куб воздуха в виде насыщенного пара (без змеевика) кубовая жидкость содержит 34—36% кислорода. При подаче в середину нижней колонны с предварительным проходом через змеевик-испаритель воздух подвергается частичной ректификации на тарелках нижней части колонны и содержание кислорода в кубовой жидкости равно 42— 44%. В таких аппаратах можно подавать в верхнюю колонну больше азотной флегмы из карманов конденсатора. [c.590] Состав продуктов разделения в нижней колонне можно регулировать только азотным дроссельным вентилем, изменяя отбор жидкости из карманов конденсатора. При этом соответственно меняется и состав кубовой жидкости вследствие изменения распределения азота между верхними и нижними тарелками нижней колонны. С помощью кислородного дроссельного вентиля регулируют только уровень жидкости в кубе, поддерживая его на заданной высоте. [c.590] Чем выше концентрация жидкого азота, поступающего в верхнюю колонну, тем больше концентрация отходящего из нее газообразного азота, т. е. тем меньше потери кислорода с отходящим азотом и тем выше степень извлечения кислорода из перерабатываемого воздуха. Однако это верно только в том случае, когда азотной флегмы достаточно для обеспечения процесса ректификации в верхней части верхней колонны. Поэтому для каждого аппарата необходимо установить оптимальное положение азотного дроссельного вентиля (отмечается в паспорте аппарата), при котором концентрация и отбор азотной флегмы обеспечивают максимальное извлечение кислорода из воздуха. Практически концентрацию жидкого азота в карманах конденсатора поддерживают всегда близкой к концентрации отходящего азота в верхней колонне. [c.590] Отбор продуктов разделения воздуха из верхней колонны и их концентрацию регулируют с помощью вентилей на линиях отбора кислорода и азота из блока разделения. При этом руководствуются следующим основным правилом, вытекающим из материального баланса процесса ректификации чем выше концентрация отбираемого продукта, тем меньше выход и тем большее количество его примешивается к другому продукту. Например, при уменьшении количества отбираемого кислорода повышается его концентрация, но одновременно возрастает содержание кислорода в отходящем азоте, и наоборот. [c.591] Для увеличения отбора продукта необходимо открывать вентиль на трубе, по которой он отводится из воздухоразделительного аппарата, и одновременно прикрывать вентиль на трубе для отбора второго продукта. [c.591] Если концентрация кислорода ниже требуемой величины, необходимо несколько прикрыть вентиль на трубе отвода кислорода в газгольдер. При этом количество паров, поступающих из конденсатора в верхнюю колонну, увеличится и повысится степень очистки от азота жидкого кислорода, стекающего по тарелкам. При установившемся режиме ректификации количество паров кислорода, образующихся в конденсаторе, зависит только от тепловой нагрузки последнего, т. е. от количества азота, поступающего в конденсатор из нижней колонны. Если поверхность конденсатора достаточна, то он справляется с этой тепловой нагрузкой, вследствие чего уровень жидкости в нем и соответствующее давление в нижней колонне будут постоянными. [c.591] При установившемся режиме работы блока разделения воздуха давление в нижней колонне определяют факторы, перечисленные ниже. [c.591] Давление в верхней колонне. Для создания температурного напора в конденсаторе, обеспечивающего конденсацию паров азота, поступающих из нижней колонны, давление в нижней колонне должно превышать давление в верхней колонне не менее чем на 4—4,5 кгс1см . [c.591] Концентрация кислорода в конденсаторе. Чем выше концентрация кислорода, тем выше температура его кипения, следовательно, тем выше должно быть давление в нижней колонне для увеличения конденсации азота. [c.591] Уровень жидкого кислорода в конденсаторе. При понижении уровня жидкого кислорода уменьшается поверхность теплообмена между жидким кислородом и конденсирующимися парами азота, поэтому требуется увеличение температурного напора в конденсаторе для передачи прежней тепловой нагрузки. Обеспечить это можно только повышением давления паров азота в нижней колонне. [c.592] Давление в нижней колонне может также возрасти вследствие скопления неоно-гелиевой смеси под крышкой конденсатора эту смесь из-под крышки конденсатора следует отводить через соответствующий вентиль или диафрагму. [c.592] Регулирование теплового режима. Тепловой режим воздухоразделительной установки регулируют воздушным дроссельным вентилем. Увеличивая или уменьшая его открытие, изменяют давление воздуха перед блоком разделения, что в установках с щ1Клом высокого давления и дросселированием воздуха является средством изменения холодопроизводительности цикла. [c.592] Изменение теплового баланса блока разделения при возрастании или уменьшении холодопотерь немедленно сказывается на из менении уровня жидкого кислорода в конденсаторе, поскольку уровень жидкости в кубе поддерживается постоянным. Понижение уровня кислорода в конденсаторе указывает на возрастание холодопотерь для восстановления прежнего уровня необходимо повысить давление после компрессора. Повышение уровня жидкости в конденсаторе, наоборот, означает, что имеется избыток холода, и давление воздуха в цикле должно быть снижено. [c.592] Нарушение установившегося теплового баланса блока разделения и вызываемое этим изменение уровня жидкого кислорода в конденсаторе влияют на концентрацию и количество получаемого кислорода. При возрастании уровня жидкости в конденсаторе уменьшается количество паров, поднимающихся в колонну, что при том же отборе газообразного ислорода из конденсатора приводит к снижению его концентрации. Для повышения концентрации до первоначальной необходимо уменьшить отбор продукта из газового пространства конденсатора. При понижении уровня жидкости в конденсаторе, наоборот, количество паров возрастает, концентрация кислорода в них повышается и отбор газообразного продукта приходится увеличивать. [c.592] Следует учесть, что если по характеру отклонений от нормального режима уровень жидкости в конденсаторе должен бы измениться, но это не фиксируется указателем уровня, то можно предполагать неисправность указателя уровня жидкости. [c.593] Возможные нарушения нормального режима и способы их устранения. Если теплый конец теплообменника расположен вверху и блок осушки воздуха работает неудовлетворительно, то при слишком частом прикрывании вентиля на трубе, отводящей кислород из аппарата, можно ускорить замерзание теплообменника и сократить рабочий период установки. Это происходит потому, что при уменьшении подачи кислорода через кислородную секцию теплообменника воздух охлаждается недостаточно, лед в верхней части теплообменника оттаивает и вода стекает вниз попадая в более холодные части теплообменника, она замерзает в трубках, постепенно забивая их льдом. Особенно быстрое замерзание теплообменника при кратковременных остановках воздухоразделительного аппарата происходит в конце рабочей кампании, когда в теплообменнике уже накопилось большое количество льда. [c.593] Повышение уровня жидкости в кубе при неизменном или понижающемся уровне жидкости в конденсаторе является следствием закупорки кислородного дроссельного вентиля твердой СОг. Для устранения закупорки вентиль необходимо прошуровать , т. е. быстрым поворотом маховичка прикрыть его на мгновение полностью и вслед за этим так же быстро установить в прежнее положение. Если это не поможет, вентиль надо немного приоткрыть. [c.593] Иногда давление в нижней колонне становится неустойчивым и дроссельными вентилями его не удается поддерживать постоянным. При этом содержание кислорода в кубовой жидкости снижается. Такое явление объясняется нечеткой работой дроссельных вентилей вследствие забивки их твердой двуокисью углерода или износа резьбы. В этом случае вентили нужно прошуровать одновременно следует проверить работу аппаратуры системы очистки воздуха от СОг. [c.593] При износе резьбы вентиля ее следует (при очередном отогреве аппарата) исправить метчиком или сменить вентиль. [c.593] Вернуться к основной статье