ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Установки двух давлений с турбодетандером и регенераторами из "получение кислорода Издание 4" Установка ГЖА-2000 предназначена для одновременного получения чистого азота и газообразного технического кислорода. Установка применяется на заводах химической промышленности в производстве азотных удобрений, ацетилена, синтетических волокон и спиртов. [c.190] В установке использован холодильный цикл двух давлений, с расширением части воздуха высокого давления в поршневом детандере. Очистка воздуха от двуокиси углерода производится раствором едкого натра в скрубберах. Осушка воздуха высокого давления—адсорбционная, а воздуха низкого давления—вымораживанием влаги в переключающихся поперечноточных теплообменниках—вымораживателях. Атмосферный воздух через фильтр 1 (рис. 64) засасывается угловым воздушным компрессором ВП-50/8 производительностью 3000 м ч и под избыточным давлением 6 кгс/см поступает в два последовательно включенных скруббера 3 для очистки от двуокиси углерода. Пройдя шело-чеотделитель 4, воздух делится на два потока. Один поток подается в блок разделения воздуха 7, а второй—в дожимающий компрессор 5 типа ДВУ-20-6/220 производительностью 1200 м 1ч. В дожимающем компрессоре избыточное давление воздуха повышается до 120 кгс. см-, после чего он поступает в блок 6 адсорбционной осушки, из которого часть воздуха через дроссельный вентиль направляется в куб нижней колонны блока разделения, а другая—на расширение в поршневом детандере 8 типа ДВД-80 180 производительностью 650 м /ч. После расширения до избыточного давления 6 кгс/см воздух поступает в куб нижней колонны блока разделения. Перед колонной детандерный воздух проходит один из переключающихся фильтров для очистки от масла и один контрольный фильтр, расположенные в кожухе разделения блока 7. [c.190] Воздух низкого и высокого давления перед поступлением в нижнюю колонну охлаждается в теплообменниках блока разделения за счет холода отходящих продуктов—кислорода, азота и аргонной (грязной) фракции. Монтажная схема блока разделения установки ГЖА-2000 показана на рис. 65. [c.190] В установке КТ-3600 (рис. 66, см. Приложение) производительностью 3300—3G00 м я кислорода основная часть (95 96%) поступающего возду.ха (около 19 ООО м /ч) сжимается до избыточного давления 4,5—5 кгс1см , необходимого для процесса разделения воздуха в колонне двукратной ректификации, и только 4— 5% воздуха (800—1200 м /ч) сжимаются до 160—200 кгс/см для компенсации холодопотерь. Дополнительное количество холода, необходимое для работы установки, получается в турбодетандере, в котором расширению до избыточного давления 0,2 кгс/см подвергается газообразный азот, отбираемый из-под крышки основного конденсатора и подводимый в турбодетандер под избыточным давлением 4,5—5 кгс/см . Так как в установке перерабатывается большое количество воздуха низкого давления, для сжатия этого воздуха применяются турбокомпрессоры. [c.193] Воздух (20 ООО м /ч) засасывается через фильтр 1 турбокомпрессором 2, проходит через концевой холодильник 3 и направляется в регенераторы блока разделения два азотных 31 и два кислородных 30. В регенераторах воздух охлаждается отходящими азотом и кислородом, оставляя на насадке регенераторов вымерзающие пары воды и двуокись углерода, после чего поступает в испаритель нижней колонны 22. Из испарителя обогащенная кислородом кубовая жидкость через дроссельный вентиль 26 подается в верхнюю колонну 24, проходя через керамические фильтры 27 (для удале1 ия остатков твердой двуокиси углерода) и силикагелевые адсорберы 25 (для очистки от ацетилена). [c.193] Остальная часть (4—5%) сжатого в турбокомпрессоре воздуха проходит щелочные скрубберы 5, где очищается от углекислого газа раствором- едкого натра, и поступает в дожимающий поршневой компрессор 6. Затем воздух под избыточным давлением 160 -180 кгс1см (при пуске до 200 кгс/см ) направляется в блок предварительного охлаждения, состоящий из азотного теплообменника 7 и аммиачного теплообменника 8. [c.194] Аммиачных теплообменников два и работают они попеременно (на схеме показан только один теплообменник). В этих теплообменниках циркулирует аммиак, который сжимается аммиачным компрессором 15, сжижается в конденсаторе 13, а затем дросселируется вентилем И, охлаждаясь при этом. Поступая в теплообменник 8, аммиак передает холод сжатому воздуху. Азотный теплообменник и аммиачные холодильники конструктивно объединены и образуют блок предварительного охлаждения воздуха. [c.194] В азотном теплообменнике 7 воздух охлаждается до 15- 19 °С, а в аммиачном теплообменнике 8 до —45 С в этих условиях из воздуха конденсируется, а затем почти полностью вымерзает вся влага. После этого воздух высокого давления направляется в теплообменники 19 и 20, где дополнительно охлаждается отходящим азотом, частично отбираемым из линии холодного азота в регенераторы затем этот воздух поступает в нижнюю колонну через воздушный дроссельный вентиль 21. Теплообменников 19 имеется также два, и они периодически переключаются, так как при длительной работе аппарат может забиться твердой СОо, остающейся в ничтожных количествах в воздухе после щелочной очистки в скрубберах. [c.194] Установка КТ-3600 предназначена для получения технологического кислорода концентрации 95—98%. Применение воздуха низкого давления, использование регенераторов, аммиачного охлаждения и турбодетаидера обусловливают для нее весьма невысокий удельный расход электроэнергии—0,55 квт-ч 1980 кдж) на 1 ж кислорода. Отходящий азот имеет концентрацию 97 объемн. %. [c.195] Конструкция установок КТ-3600 была разработана еще до 1940 г. и в последующем подвергалась модернизации, в том числе оснащением ее дополнительной аппаратурой для комплексного разделения воздуха и получения инертных газов. [c.195] Начиная с 1957 г. вместо установок КТ-3600 выпускались установки КТ-3600 Ар и БР-4А, оснащенные дополнительной аппаратурой для получения наряду с технологическим кислородом и технического кислорода, 0,1%-ного криптонового концентрата, чистого азота и аргона. Технические характеристики эти установок приведены в табл. 14. [c.195] Установка КТ-3600Ар работает по схеме цикла двух давлений, с аммиачным охлаждением воздуха высокого давления и расширением части этого воздуха в поршневом детандере. Установка снабжена регенераторами для кислорода и азота и турбодетандером, установленным на потоке азота из-под крышки конденсатора. Турбодетандер используется для получения только технологического кислорода (без криптона и аргона), когда поршневой детандер отключается, для пуска из теплого состояния. Уста новка оснащена аппаратурой для получения, одновременно с технологическим кислородом, также криптонового 0,1—0,2%-ного концентрата, технического кислорода и сырого аргона. [c.195] Рассмотрим более подробно технологическую схему установки КТ-ЗбООАр (рис. 68). [c.204] Технологический кислород (режим 1) получают на установке КТ-ЗбООАр так же, как и на установке КТ-3600. [c.206] Получение на установке технологического кислорода и крип-гонового концентрата (режим 2) связано с увеличением холодопотерь в окружающую среду вследствие включения в работу блока криптона. Для компенсации дополнительных холодопотерь увеличивают подачу в блок разделения воздуха высокого давления (до 1000 м ч). В этом режиме установка может также производить небольшое количество (около 15 м ч) Технического кислорода, возвращаемого из отделения очистки криптоно-ксенонового концентрата от кислорода. [c.206] При этих режимах работы отбор азота из-под крышки основного конденсатора в турбодетандер не производится и турбодетандер используется только при пуске установки. Отключение турбодетандера (работающего на потоке азота из-под крышки конденсатора) вызывается необходимостью получения достаточного количества азотной флегмы для процесса извлечения аргона из перерабатываемого воздуха. [c.206] При получении криптонового концентрата и аргона (режим 4) часть кубовой жидкости после адсорберов ацетилена 20 поступает в переохладитель 21, где переохлаждается отходящим из верхней колонны азотом, а затем через дроссельный вентиль направляется в конденсатор криптоновой колонны 22 (получение криптонового концентрата) или в конденсатор колонны сырого аргона 27 (получение аргона), где испаряется, и возвращается на соответствующую тарелку верхней колонны. [c.206] От 70 до 100% кислорода из основного конденсатора 15 непрерывно отбирается в жидком виде через выносной конденсатор 17, в трубках которого кислород испаряется азотом, и после отделителя ацетилена 18 отводится в газгольдер через кислородные регенераторы. В регенераторы же отводится и оставшаяся часть этого кислорода, отбираемого из основного конденсатора в газообразном виде. [c.207] При получении криптонового концентрата газообразный кислород из основного н выносного конденсаторов отводится в криптоновую колонну 22. В верхнем конденсаторе этой колонны часть кислорода сжижается, испаряя кубовую жидкость, поступающую в межтрубное пространство конденсатора. Сконденсировавшийся кислород стекает вниз по тарелкам криптоновой колонны, обогащаясь криптоном, содержащимся в парах кислорода. Криптоновый концентрат собирается в нижней части криптоновой колонны. Пары криптонового концентрата образуются испарением его азотом в нижнем конденсаторе 24 криптоновой колонны. Часть этих паров через отделитель криптонового концентрата 25 отводится в испаритель 26, где испаряется водой, и поступает в газгольдер. Последующая очистка криптонового концентрата от кислорода производится в специальной установке типа УСК-1, располагаемой в отдельном цехе. [c.207] В верхней колонне установки КТ-3600Ар число тарелок увеличено с 36 до 48 для улучшения процесса ректификации. Газообразная аргонная фракция из верхней колонны 16 отбирается в колонну 27 сырого аргона. [c.207] Вернуться к основной статье