ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кислородная установка ВНИИКИМАШ БР-1 и ее модификации из "Разделение воздуха методом глубокого охлаждения Том 2" Кислородная установка ВНИИКИМАШ БР-1 является крупной установкой для получения технологического кислорода. Номинальная производительность установки составляет 12 500 им ч кислорода. Эта установка была первой крупной установкой газообразного кислорода, созданной по схеме низкого давления. На ее базе, по-существу, разработана описанная выше установка ВНИИКИМАШ БР-5. [c.47] Для сжатия воздуха установка ВНИИКИМАШ БР-1 комплектуется воздушным турбокомпрессором К-1500-61-2 производительностью 72 ООО м ч с давлением сжатия до 6,5 а/пи. [c.47] Установка допускает работу при повышенном (до 75 ООО им ч) и пониженном (до 36 ООО нм ч) количестве перерабатываемого воздуха. Данные, характеризующие работу установки на различных режимах, приведены в табл. 3 (расход энергии определен из условий работы установки без блока криптона и технического кислорода и при изотермическом к. п. д. турбокомпрессора, равном 0,6). [c.47] Установка БР-1 явилась базовой для создания целого ряда модификаций установок, обеспечивающих потребности различных отраслей народного хозяйства. ВНИИКИМАШем и заводами промышленности созданы и разрабатываются следующие модификации установки БР-1 БР-1М, БР-1К, БР-1А, БР-1КЧ, БР-1К Ар. [c.48] Первой модификацией установки БР-1 явилась кислородная установка БР-1М. Эта установка обеспечивает возможность получения значительного количества чистого кислорода или азота наряду с производством технологического кислорода. [c.48] В ряде случаев нет необходимости использовать установку, имеющую в своем составе оборудование для обеспечения производства как чистого кислорода, так и чистого азота, в связи с тем, что потребителю необходим только един продукт (например, для ряда сталелитейных производств обычно не нужен чистый азот, а для предприятий химической промышленности не нужен технический кислород). Поэтому были созданы установки БР-1 А и БР-1 К. Первая установка имеет номинальную производительность в 12 500 ж /ч технологического кислорода концентрацией 95% Оа и 3500 м ч чистого сухого азота концентрацией 99,9% N3, вторая — 9000 м ч технологического кислорода и 3500 м ч сухого технического кислорода концентрацией 99,5% О . [c.48] Для удовлетворения нужд конверторного производства стали разработана установка БР-1Кч, производящая около И ООО м /ч технического кислорода концентрацией 99,5% Оа. [c.48] Кислородная установка БР-1 К Ар обеспечивает возможность получения технологического кислорода концентрацией 98,5% О2 и около 120 м /ч сырого аргона. Это достигается увеличением числа тарелок в верхней колонне до 60 шт. и включением в состав оборудования колонны сырого аргона. Колонна сырого аргона с необходимыми теплообменными аппаратами так же, как и колонна для очистки аргона от азота, компонуется в отдельном блоке, который подключается к основному блоку разделения. [c.48] Удельный расход энергии в квт-ч1м О -. [c.48] Примечания 1. Суммарная производительность технического кислорода и чистого азота составляет 3500 им /ч. [c.48] Установка ВНИИКИМАШ БР-1М состоит из двух блоков — основного и дополнительного, соединенных между собой трубопроводами, заключенными в теплоизоляционный кожух. Основной блок, в котором находится технологическое оборудование для охлаждения и очистки воздуха и для получения технологического кислорода, отличается от блока разделения установки БР-1 только в части узла конденсаторов. В дополнительном блоке размещено технологическое оборудование для получения технического кислорода, чистого азота и криптонового концентрата. [c.49] Технологическая схема блока разделения воздуха показана на фиг. 35. Воздух, сжатый в турбокомпрессоре до давления 5,4 ати, делится на две части, из которых одна часть - 80% воздуха поступает в азотные регенераторы 2, а другая часть —20% воздуха — в кислородные регенераторы /. В кислородных регенераторах обратный поток кислорода превышает прямой поток воздуха на 3%, средняя разность температур на холодном конце регенераторов составляет около 8 С. Азотных регенераторов три, в них осуществляется отвод петлеврго потока из середины регенераторов путем тройного дутья. Средняя разность температур на холодном конце азотных регенераторов поддерживается примерно 5—7 С. Средняя разность температур на теплом конце азотных и кислородных регенераторов составляет 4—5° С. Переключение азотных и кислородных регенераторов происходит через каждые 3 мин. С целью уменьшения нарушения непрерывности потоков и изменений давления, происходящих при переключениях регенераторов, моменты переключения азотных и кислородных регенераторов так же, как и в других аналогичных установках, смещены на 1,5 мин. Большая часть воздуха, охлажденного в регенераторах ( 84%), направляется непосредственно в нижнюю колонну 8. Около 16% воздуха (воздух петли ) поступает через петлевые клапаны в азотные регенераторы с холодного конца. Часть петлевого воздуха (около 10%) с температурой около 160° К из середины азотных регенераторов через петлевые клапаны попадает в трубки детандерного теплообменника 5, охлаждается и затем смешивается с остальным воздухом, направляющимся в нижнюю ректификационную колонну. [c.49] Вторая часть петлевого воздуха (около 6%) отбирается с теплого конца регенераторов и поступает в газодувку, где дожимается на 0,3— 0,5 ати. Затем эта часть воздуха поступает в один из теплообменников технического кислорода 23 и чистого азота 22, охлаждается в них и также смешивается с потоком воздуха, направляемым в нижнюю ректификационную колонну. Азотные регенераторы работают без перепуска воздуха при переключениях, так как перепускаемый воздух может значительно загрязнять влагой и углекислотой петлевой поток, поступающий в теплообменники чистых продуктов, что может привести к частой забивке теплообменников. [c.49] После промывки на трех нижних тарелках нижней колонны часть воздуха (28,3 о) проходит отделитель жидкости 6, подогревается петлевым воздухом в детандерном теплообменнике до температуры 117° К и поступает в один из турбодетандеров 25. [c.49] В результате ректификации в верхней колонне образуется газообразный азот концентрацией 98,5% N2 и жидкий кислород концентрацией 95% Оа- Жидкий кислород поступает в трубное пространство конденсаторов 10 и 11, где он испаряется. Пары кислорода поступают в верхнюю колонну и участвуют в ректификации. Одна часть жидкого кислорода, отбираемого из центральной части конденсаторов 10, поступает через адсорбер ацетилена 12 в продукционный конденсатор 11. Здесь кислород полностью выпаривается и направляется в дополнительный блок. Другая часть жидкого кислорода после адсорбера ацетилена направляется в дополнительный блок для получения технического кислорода. [c.51] Весь технологический кислород, отбираемый из продукционного конденсатора и верхней колонны основного блока, подается для извлечения криптонового концентрата в верхнюю часть нижней секции 1-й криптоновой колонны 15. Технологический кислород, поднимающийся по верхней части этой колонны, отмывается от криптона и ксенона стекающим вниз по тарелкам жидким кислородом. Вверху криптоновой колонны технологический кислород, очищенный от криптона и ксенона, отбирается из центральной части криптоновой колонны, направляется в кислородные регенераторы и далее в газгольдер. Жидкий кислород образуется в трубках верхнего конденсатора 16 за счет испарения в межтрубном пространстве кубовой жидкости, которая отбирается после переохладителя 7 и дросселируется в конденсаторы 16 и 18. Пары кубовой жидкости возвращаются в основной блок и поступают в верхнюю колонну. Получение технического кислорода неразрывно связано с работой 1-й криптоновой колонны и происходит следующим образом. На верхнюю тарелку (29-ю) нижней секции 1-й криптоновой колонны подается жидкий технологический кислород, обеспечивающий необходимое количество флегмы для получения техн 1-ческого кислорода. Технический кислород концентрацией 99,3% отводится во 2-ю криптоновую колонну 17 из средней части нижней секции 1-й криптоновой колонны (14 и 15 тарелок). Нижняя часть колонны 15 (до 15-й тарелки) используется для концентрирования криптонового концентрата в стекающей вниз жидкости. Эта жидкость испаряется в трубном пространстве трех конденсаторов 10, конденсируя в межтрубном пространстве азот, поступающий из нижней ректификационной колонны.Сконденсированный азот собирается в сборнике /, из которого поступает в переохладитель 7 и затем дросселируется в верхнюю ректификационную колонну. Испарившийся в конденсаторах 10 кислород возвращается в нижнюю часть криптоновой колонны и участвует в ректификации. Из центральных труб конденсаторов отбирается в конденсатор 20 часть жидкого кислорода, обогащенного криптоном и ксеноном. Этим обеспечивается их проточность и исключается возможность накапливания вредных примесей. Жидкий кислород в конденсаторе почти полностью испаряется. [c.51] Образовавшийся пар поступает в отделитель жидкости 19, а затем в нижнюю часть криптоновой колонны. Из отделителя часть жидкости с концентрацией 0,1% криптона-ксенона отбирается в виде продукта в испаритель 24 криптонового концентрата и после испарения направляется на дальнейшую переработку. В межтрубном пространстве конденсатора 20 конденсируется азот, который затем поступает в основной блок и, минуя переохладитель, дросселируется в верхнюю колонну. [c.51] Чистый азот получают в азотной колонне 14. Для этой цели в нижнюю часть азотной колонны подают газообразный азот из нижней ректификационной колонны. В азотной колонне происходит обогащение азота. [c.51] Флегма для ее питания образуется в конденсаторе, размещенном в верхней части азотной колонны. В трубном пространстве конденсатора происходит конденсация чистого азота жидким кислородом, поступающим из основного блока и кипящим в межтрубном пространстве. Сконденсированный азот орошает азотную колонну. [c.53] Жидкий азот из нижней части колонны поступает в верхнюю колонну основного блока, испарившийся в конденсаторе кислород— в 1-ю криптоновую колонну. Продукционный азот из-под крышки конденсатора азотной колонны под давлением около 5 ати. направляется в один из азотных теплообменников 22, нагревается, охлаждая петлевой воздух дожимаемый газодувкой 27, и поступает в газгольдер чистого азота. [c.53] Вернуться к основной статье