ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Схема и конструкции. Охлаждение воды и воздуха Расчет азотно-водяного охлаждения из "Кислород Ч 1" Наиболее эффективно азотно-водяное дополнительное охлаждение, когда воздух охлаждается водой, предварительно охлажденной отходящим азотом. Вода охлаждается в результате теплообмена и частичного испарения при контакте с сухим азотом. [c.151] Воду охлаждают азотом в азотно-водяных скрубберах. Воздух охлаждают водой в установках низкого давления — в воздушно-водяных скрубберах, а в установках высокого и среднего давления — в трубчатых холодильниках. Если в установках низкого давления применяют поршневые компрессоры, то охлаждение воздуха в скрубберах одновременно способствует очистке воздуха от масла, которым смазываются цилиндры компрессора. [c.151] Схема азотно-водяного охлаждения воздуха низкого давления изображена на рис. П1-1. Отходящий из блока разделения азот проходит по скрубберу 6 снизу вверх, охлаждая стекающую вниз воду, перекачиваемую затем насосом 8 в скруббер 2. По насадке скруббера 2 навстречу воде проходит охлаждаемый воздух. [c.151] В установках высокого давления, где объемы аппаратуры значительно меньше, азотно-водяной скруббер и воздушно-водяной холодильник совмещают в одном аппарате (рис. П1-2). [c.151] Азотно-водяной холодильник для установки высокого давления состоит из скруббера 1 с дырчатыми провальными тарелками 3 и воздушноводяного холодильника 2, в котором помещен змеевик для воздуха высокого давления 4, омываемый охлажденной водой, стекающей из сборника 5. Тарелки выполняют с отверстиями диаметром 5 мм, размещенными в шахматном порядке при шаге К) мм. Расстояние между тарелками 150 мм. [c.151] Упрощенным вариантом азотно-водяного охлаждения является азотно-водяной холодильник в установке осун]Ки кислорода (см. рис. 111-43). [c.151] Азотно-водяные и воздушно-водяные скрубберы выполняют в виде барботажных аппаратов тарельчатого типа. Целесообразно применять дырчатые провальные тарелки, которые просты в изготовлении, характеризуются низким гидравлическим сопротивлением и хорошим к. п. д. Недостатком их является то, что они требуют постоянства давления газового потока. В установках низкого давления при переключении клапанов регенераторов происходят резкие изменения давлений газовых потоков, поэтому для этих установок применяют тарелки с туннельными колпачками (рис. Н1-3). [c.152] Азотно-водяные и воздушно-водяные скрубберы с колпачковыми тарелками одинаковы по конструкции, различаются лишь размерами и величиной давления. Колпачки нормализованы в химическом машиностроении [18]. [c.152] Температура стенок воздухоохладителей ниже температуры окружающего воздуха, поэтому во избежание конденсации влаги на поверхностях аппаратов и вызванных этим потерь холода поверхности скрубберов и холодильников покрывают изоляцией. [c.152] При (р 1 испарение может происходить даже с случае, когда температура поверхности воды ниже температуры охлаждающего газа, т. е. tf . [c.153] Это тепло поступает из массы. жидкости к ее поверхности. [c.154] Коэффициенты Рр и а в уравнениях (П1-2) и (111-4) определяют опытным путем. [c.154] Схема процесса охлаждения воздуха водой дана на рис. П1-5. Этот процесс отличается от процесса в азотно-водяном скруббере тем, что воздух поступает в скруббер уже насыщенным парами воды при этом температура воздуха всегда выше температуры поверхности воды. Поэтому охлаждение воздуха в скруббере сопровождается частичной конденсацией содержащихся в нем паров, при которой выделяется дополнительное тепло, замедляющее охлаждение воздуха. [c.154] Процесс в воздушно-водяном трубчатом холодильнике аналогичен процессу в воздушно-водяном скруббере, за Исключением того, что конденсирующийся пар не присоединяется к охлаждающей жидкости, а оседает на внутренней поверхности трубок. [c.154] Теоретический предел охлаждения воздуха при азотно-водяном охлаждении лежит ниже 0°С. Практически температуру воздуха на входе в блок разделения считают равной 10—15 С. [c.154] Х2 —количество водяных паров, насыщающих азот при температуре кг/кг 15 — энтальпия насыщенного влажного воздуха при темптратуре 4, ккал/кг энтальпия насыщенного влажного воздуха при температуре 4, ккал/кг Вщ — количество воды, выходящей из воздухоохладительного скруббера, кг/ч х и Хе — количество водяных паров, насыщающих сжатый воздух при температурах 5 и кг/кг. [c.155] Из условия подобия процессов тепло- и массоотдачи считают, что изменение влагосодержания газа пропорционально изменению разности температур между газом и водой. Это позволяет вести расчет скруббера по методу теоретических тарелок, предполагая, что на каждой теоретической тарелке происходит повышение температуры газа до температуры воды, а влагосодержания газа—до состояния насыщения, соответствующего этой температуре. [c.156] Для скоростей газа, определяемых уравнениями (111-13) и (111-14), к. п. д. тарелки изменяется от 0,6 до 0,9. [c.156] Диаметр скруббера определяют по скорости газа в свободном сечении скруббера (между тарелками). Для тарелок провального типа эту скорость находят по уравнению (111-14), для колпачковых выбирают в пределах 0,5—0,8 м/сек. [c.156] Вернуться к основной статье