ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Схема и конструкции. Охлаждение воды и воздуха Расчет азотно-водяного охлаждения из "Кислород Ч 1 (копия)" При повышенных температурах окружающего воздуха и охлаждающей воды необходимо дополнительно охлаждать воздух, поступающий в блок разделения или осушки. Это снижает расход энергии на разделение воздуха и облегчает работу блоков осушки и регенераторов. [c.151] 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. И1-1. 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. Н1-2). [c.151] Азотно-водяной холодильник для установки высокого давления состоит из скруббера / 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 10 мм. Расстояние между тарелками 150 мм. [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. П1-3). [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 ср 1 испарение может происходить даже в случае, когда температура поверхности воды ниже температуры охлаждающего газа, т. е. 8. [c.153] Это тепло поступает из массы жидкости к ее поверхности. [c.154] Коэффициенты Рр и а в уравнениях (1П-2) и (111-4) определяют опытным путем. [c.154] Схема процесса охлаждения воздуха водой дана на рис. 111-5. 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 О С. Практически температуру воздуха на входе в блок разделения /в считают равной 10—15 °С. [c.154] 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] Кривая I показывает изменение энтальпии насыщенного влажного газа. Точки ] а 2 соответствуют состоянию газа на входе и выходе из скруббера. Температуры воды на входе и выходе из скруббера соответственно равны 3 и ti. Находим точки 4 к 3 по абсциссам ti, и ординатам ц, г а. Прямая //, соединяющая точки 4—3, в данном случае служит рабочей линией. Процесс нагревания и увлажнения газа на первой теоретической тарелке скруббера изображается линиями 1—4—а. Линии аЬа отражают процесс на второй теоретической тарелке и т. д. Общее количество ступенек соответствует числу теоретических тарелок в скруббере. [c.156] Для скоростей газа, определяемых уравнениями (ПМЗ) и (111-14), к. п. д. тарелки изменяется от 0,6 до 0,9. [c.156] Вернуться к основной статье