ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Установки дв имении с tvроодетандером и регенератор ши из "Кислород и его получение" В таких установках используется более экономичный холодильный цикл среднего давления с поршневым детандером. Поэтому расход энергии на получение в них кислорода ниже, чем в установках высокого давления. Однако это достигается за счет некоторого усложнения установки, так как вызывает необходимость применения в ней дополнительной машины—детандера. [c.76] В дальнейшем процесс разделения воздуха идет, как обычно. Обогащенная кислородом жидкость из куба нижней колонны через адсорбер ацетилена 14 и расширительный вентиль 15 подается в верхнюю колонну 16. В адсорбере жидкий обогащенный воздух очищается от ацетилена, который поглощается находящимся в адсорбере силикагелем или активным глиноземом. В вентиле 15 происходит понижение давления воздуха с 5 до 0,2 ати. Через третий расширительный вентиль 17 в верхнюю колонну из карманов конденсатора 18 подается жидкий азот. Газообразный кислород по трубе 9 через кислородную секцию теплообменника отводится из конденсатора в газгольдер 20. Затем с помощью кислородного компрессора 21 этим кислородом наполняют баллоны 2.2 под давлением 150—165 аты. Газообразный азот по трубе.23 поступает из герхней колонны в азотную секцию теплообменника и затем выбрасывается в атмосферу. Часть азота периодически отбирается для восстановления (регенерации) активного глинозема в блоке осушки. Фильтры 24 служат для очистки воздуха, поступающего в колонну из детандера, от частиц масла,, которым смазывают цилиндр детандера. Эти фильтры работают попеременно, отогреваясь по мере забивки их маслом. [c.78] Установка типа КГС-130-1 дает кислород чистотой 99,5% при расходе энергии 0,95—1,1 тт-ч1м кислорода. С учетом расхода энергии на наполнение баллонов и вспомогательные нужды общий расход составляет 1,3—1,4 тт-ч1м кислорода. [c.78] Период пуска установки продолжается около 10 час. С целью увеличения холодопроизводительности рабочее давление в компрессоре во время пуска поддерживается равным 50—60 ати, причем в детандер подается до 50% общего количества воздуха. Этот же режим можно использовать и в том случае, когда одновременно с газообразным кислородом необходимо получать некоторое количество жидкого кислорода или азота. [c.78] Конструкция установки типа КГС-130-1 разработана советскими специалистами. Эта установка является более совершенной, чем установка типа С-130, так как имеет более длительный рабочий период и расходует меньшие количества электроэнергии и едкого натра. [c.78] Необходимость сделать установку наиболее экономичной в эксплуатации вызывает стремление снизить удельный расход электроэнергии на получение кислорода. Электроэнергия в установке расходуется в основном на сжатие воздуха в компрессорах. [c.78] Чем выше рабочее давление воздуха в установке, тем больше требуется затрачивать энергии на его сжатие. [c.79] Как нам уже известно, сжимая в компрессоре воздух, мы покрываем те холодопотери, которые имеются в кислородном аппарате. Увеличивая производительность кислородного аппарата и применяя в нем более совершенные типы теплообменников, можно добиться уменьшения удельной потери холода на 1 ле перерабатываемого воздуха. Поэтому в крупных установках можно сжимать до высокого давления не весь перерабатываемый воздух, а только часть его. Если при этом часть сжатого-воздуха расширить в детандере, то получится достаточное количество холода для покрытия холодопотерь в кислородном аппарате. При этом удельный расход энергии на получение кислорода значительно уменьшится. [c.79] По этому принципу построена схема новейшей кислородной установки типа КГ-300-2Д, изображенная на рис. 30. Установка выпускается отечественными заводами и имеет производительность-280—330 м час. В этой установке основное количество воздуха,, равное 1200 м 1час, засасывается через фильтр 1 поршневым компрессором низкого давления 2 и сжимается до 5,2 ати. Пройдя холодильник 3 и очистку от паров масла в фильтрах 4, воздух, низкого давления поступает в регенераторы (теплообменники) 5, где охлаждается отходяш,им азотом, и затем направляется в испаритель 6 никней колонны 7. Регенераторы представляют собой цилиндрические теплообменные аппараты, заполненные внутри специальной насадкой из тонкой алюминиевой ленты. В установ--ке имеется два регенератора, работаюш,их попеременно. Некоторый период времени через первый регенератор идет холодный азот из кислородного аппарата, охлаждая насадку. Затем поток, азота автоматически переключается на второй регенератор, а через охлаждающую насадку первого регенератора идет воздух низкого давления от компрессора 2. Спустя 3 мин. поток холодного азота вновь переключается на первый регенератор, а поток охлаждаемого воздуха направляется через насадку второго регенератора. Каждые 3 мин. переключение регенераторов повторяется вновь. В регенераторах воздух не только охлаждается, но и очищается от углекислоты и влаги, которые вымерзают на насадке регенераторов. При прохождении потока азота через регенераторы углекислота и влага вновь испаряются и удаляются в атмосферу вместе с отходящим азотом. Таким образом эта часть-воздуха не нуждается в специальной очистке от углекислоты и осушке от влаги. [c.79] Жидкий азот из карманов конденсатора 18 подается на орошение верхней колонны через азотный расширительный вентиль 19. Предварительно азот проходит переохладитель 20, где переохлаждается газообразным азотом, поступающим из верхней колонны в азотные регенераторы 4. Вследствие того уменьшается испарение жидкого азота при дросселировании его вентилем 19 количество жидкого азота, подаваемого на орошение верхней колонны, увеличивается, и, следовательно, процесс ректификации улучшается. Трубки кислородного теплообменника 4 используются для нагревания небольшого количества азота, отводимого из-под крышки конденсатора. Это мероприятие облегчает наладку процесса ректификации во время пуска установки, так как использование азота позволяет уменьшить количество кислорода, отводимого в теплообменник. При установившейся работе эта секция теплообменника используется для подогрева азота, идущего на регенерацию адсорберов. [c.81] Все аппараты установки, работающие при низкой температуре, заключены в теплоизолирующий кожух 21 и образуют так называемый блок разделения воздуха. Газообразный кислород. чистотой 99,1—99,6% отбирается из верхней части конденсатора 18, проходит теплообменник И, в котором отдает свой холод поступающему воздуху высокого давления. Из теплообменника кислород отводится в газгольдер, откуда накачивается кислородным компрессором в баллоны. Отходящий азот имеет чистоту 98%. [c.81] Данная установка обладает рядом преимуществ перед установками, схемы которых были описаны ранее. Она требует меньше каустика, расход которого составляет 2,5—3 г/ж кислорода, и имеет более длительный рабочий период. Расход электроэнергии в д.шной установке невелик и составляет 0,75—0,8 квт-ч1м кислорода в газгольдере или 1,0—1,1 квог-ч/л кислорода в баллонах. [c.81] Газообразный азот из верхней колонны проходит переохладитель 23, где дополнительно охлаждает жидкий азот и кубовую жидкость, подаваемые в верхнюю колонну. После этого азот через теплообменник 13 и регенератор 5 выбрасывается в атмосферу. Часть сухого азота, отходящего из теплообменника 13, подогревается в электроподогревателе 24 и используется для восстановления активного глинозема в воздухоосушительной установке 12. [c.84] С целью увеличения холодопроизводительности в пусковой период, а также возможности получения части кислорода в жидком виде установка снабжена турбодетандером 25. В турбодетандер подается воздух из регенераторов (с примесью более теплого воздуха из поршневого детандера) под давлением 5 ати и при температуре —155°С. В турбодетандере воздух расширяется до 0,3 ати и в состоянии, близком к насыщению, подается на середину верхней колонны 19. [c.84] При выходе 99—99,5 %-ного кислорода производительность установки составляет 950—1050 м 1час. Удельный расход энергии (без учета расхода на вспомогательные нужды и на сжатие кислорода) равняется. 0,62 квт-ч/м кислорода. [c.84] С повышением производительности установки удельные холодопотери в кислородном аппарате на 1 перерабатываемого воздуха уменьшаются. Поэтому, как мы уже упоминали, в крупных установках можно значительно уменьшить количество воздуха, сжимаемого до высокого давления, или осуществить холодильный цикл только на одном низком давлении. [c.84] На рис. 32 изображена схема современной отечественной установки производительностью 3600 м /час кислорода. В этой установке основное количество воздуха (95—96%) сжимается только до давления б ати, которое необходимо для процесса разделения воздуха в колонне двукратной ректификации. Только 4—5% воздуха сжимаются до 140—160 ати с целью получения холода. Остальное количество холода, требуемое для работы установки, получается в расширительной машине—турбодетандере, в котором расширению подвергается сжатый газообразный азот. Ввиду того что установка перерабатывает большое количество воздуха низкого давления, для сжатия этого воздуха применяются турбокомпрессоры. [c.84] Вернуться к основной статье