ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические основы разделения воздуха из "Технология связанного азота" Кислород. . . Двуокись углерода Аргон. [c.109] Количество СОг в воздухе в районах расположения крупных промышленных предприятий может достигать 0,04 объемн. %. Кроме перечисленных компонентов, воздух содержит незначительные количества водорода, редких газов (гелий, неон, криптон, ксенон, радон), а также водяной пар. [c.109] Влажность воздуха сильно колеблется в зависимости от времени года, географических координат и состояния погоды. [c.109] Для разделения воздуха на азот и кислород высокой чистоты применяется метод ректификации жидкого воздуха. Жидкие азот и кислород смешиваются во всех отношениях и образуют почти идеальную смесь. [c.110] Парциальное давление паров азота при температура 80—95°Кв 4—5 раз выше давления паров кислорода. Таким образом, азот является легколетучим компонентом воздуха, кислород — труднолетучим. Их смеси подчиняются первому закону Коновалова. [c.110] Диаграмма Т — X— Y. На рис. П1-14 представлена диаграмма Г — X — Y системы азот — кислород. На диаграмму нанесены двойные изобары — кривые равновесия жидкости и пара при давлениях 0,5 — 20 ат. Нижние ветви изобар характеризуют содержание азота в жидкости (X), верхние — содержание его в газовой фазе (К). [c.111] 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 производить при низких давлениях. [c.111] Наибольшее различие концентраций азота в газовой и жидкой фазах наблюдается при содержании его в жидкости в пределах 30—40 мол. %. Газообразный воздух, содержаш,ий 79,1% N2, при 1 атм и 81,5 °К находится в равновесии с жидкостью, в которой содержится 48,5% Nj. Такой состав будут иметь первые капли, образующиеся при конденсации атмосферного воздуха. Жидкий воздух с концентрацией азота 79,1% при 1 атм и 78,5 °К находится в равновесии о парами, которые содержат 92,7% N2. Такой состав будут иметь первые порции газа, выделяющегося при испарении жидкого воздуха. [c.111] Диаграмма X — У. Эта диаграмда для системы азот-кислород при различных давлениях показана на рис. 1П-15. По кривым диаграммы можно определить равновесное содержание компонентов системы в жидкости и в паре при соответствующем давлении. Кривые диаграммы X — V используют при графических расчетах числа тарелок в колоннах разделения воздуха. [c.111] Диаграмма / — X, на которую нанесены изобары конденсации и испарения смесей, в настоящее время более широко применяется для определения числа тарелок в колоннах, так как по диаграммам X — Y получаются менее точные результаты. [c.111] По диаграмме / — X можно проследить изменение энтальпии пара и жидкости на каждой тарелке колонны определить в любом сечении колонны количество тепла, которое передается от конденсирующегося труднолетучего компонента испаряющемуся легколетучему компоненту учесть изменение количества поднимающегося пара и стекающей жидкости иа каждой тарелке. Наконец, при помощи этой диаграммы возможно определить тепловую нагрузку конденсаторов колонны разделения. [c.111] На оси абсцисс диаграммы / — X (рис. П1-16) отложены концентрации X легколетучего компонента в смеси (в мол. долях илив%), на оси ординат—удельная (или мольная) энтальпии смеси. [c.111] П1-17). На ней нанесены раздельные сетки для жидкости и для пара. В области жидкости нанесены изобары кипения жидких смесей, в области пара — изобары конденсации их паров Р = onst и показаны линии постоянных концентраций азота в жидкости Лив паре Y. [c.113] Пример 10. По номограмме Т — Р — / — X — К (см. Приложение IV) составить таблицу для построения диаграммы Т — Х —/ системы азот—кислород при давлении 1,3 ат. [c.114] Пример 11. Найти температуру кипения смеси азота с кислородом, содержащей 60 мол. % N2, под давлением 6 ат, содержание азота в равновесном паре, энтальпию жидкости и пара. [c.114] По номограмме Т — Р — / — X — У (см. Приложение IV) на пересечении изобары Р = 6 ат и линии постоянного состава X = 60% N2 в области жидкости находим Т = 100,6 °К, / = 1430 ккал/кмоль на пересечении изотермы Т = 100,6 °К с изобарой Р = 6 ат в области пара определяем Г = = 2380 ккал/кмоль, У = 79%. [c.114] Вернуться к основной статье