Воздух разделение, затраты энергии

Все процессы, встречающиеся в природе, можно разделить на самопроизвольные (естественные) и несамопроизвольные. Самопроизвольные процессы — это такие процессы, которые не требуют затраты энергии извне. Например, процессы перехода теплоты от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой, растворение соли в воде, смешение двух газов и т. п. протекают сами собой, т. е. являются самопроизвольными процессами. Несамопроизвольные процессы требуют для своего протекания затраты энергии. Например, при процессе разделения воздуха на кислород и азот обязательно требуется затратить энергию. [c.185]

Принципиальным преимуществом мембранного метода разделения воздуха является отсутствие фазовых превращений и связанных с этим дополнительных затрат энергии. По этой причине способ, основанный на использовании мембран, является перспективным вне зависимости от текущего уровня проработки мембранного метода разделения воздуха. [c.68]

Давление пермеата, МПа Температура, К Фактор разделения Затраты энергии сжатие пермеата 0,1 МПа, кВт-ч/м Затраты чистого кислорода при смешении его с воздухом для получения газа заданного состава, кг [c.312]

Экономичность промышленного адсорбционного разделения в основном зависит от условий протекания процессов десорбции и регенерации адсорбента, так как большая часть затрат энергии процесса относится к стадии десорбции и регенерации адсорбента. Сюда входят расход тепла на отгонку растворителя и на нагрев адсорбента до температур, соответствующих оптимальным условиям десорбции — регенерации, расход водяного пара или газа для удаления растворителя из слоя адсорбента после десорбции, расход энергии на подачу воздуха при окислительной регенерации, расход йоды на конденсацию и охлаждение растворителя и др. [c.188]

Компрессоры являются основными потребителями энергии на установках высокого давления. Например, около 30% технологической себестоимости синтетического аммиака приходится на электроэнергию для компрессоров высокого давления на установках разделения воздуха аналогичные затраты возрастают до 80%. Поэтому особенно важно оптимально распределить нагрузку между мощными компрессорами. [c.89]

Использование в данной схеме ВРУ холода СПГ позволяет проводить процесс предварительного разделения воздуха в колонне б при более низком давлении, чем в обычной ВРУ низкого давления, предназначенной для получения газообразных О2 и N2. В этом случае до давления 0,58 МПа, при котором обычно работает нижняя ректификационная колонна, сжимается лишь часть перерабатываемого потока, приходящаяся на долю N2, отводимого из верхней части колонны 6. При этом затраты энергии на его сжатие относительно невелики, т. к. процесс сжатия производится в низкотемпературном турбокомпрессоре 10. [c.407]

Распределение затрат энергии между продуктами разделения воздуха (в %) [c.88]

Минимальная работа разделения газовых смесей. Воздух и другие газовые смеси разделяют на составные части разными методами. Промышленное значение для разделения воздуха на кислород, азот, аргон, криптон, ксенон, неон имеет метод низкотемпературной ректификации, основанный на различии составов находящихся в равновесии жидких и паровых смесей. Если процесс смешения газов протекает без воздействия на него внешних сил, то обратный процесс (разделения газовой смеси на отдельные компоненты) сам совершаться не может и требует затраты энергии. При смешении газов происходит увеличение энтропии (необратимый процесс). [c.40]

Полученные в колонне продукты разделения — кислород и азот — подогреваются затем до нормальной температуры за счет теплообмена с воздухом. Для разделения газовой смеси на составные части необходимо затратить энергию. В процессе ректификации расход энергии связан с подводом теплоты в испарителе и отнятием теплоты в конденсаторе, что необходимо для обеспечения флегмового питания колонны, т. е. для организации противоточного движения жидкости и пара по колонне. В ректификационных колоннах, работающих при низких температурах, теплота в испаритель подводится за счет конденсации сжатого газа, т. е. энергия на разделение расходуется при сжатии. [c.16]

Сопоставление схем ВРУ технологического кислорода с различными узлами ректификации. В современных крупных установках для разделения воздуха на газообразные продукты к=35-ь39 МДж/кмоль Ог, что примерно в 7 раз превышает минимальную работу разделения воздуха (см. гл. I). Выше было показано, что в крупных установках основные затраты энергии ( 85%) связаны не с покрытием холодопотерь, а с обеспечением процесса разделения воздуха. Рассмотрим поэтому влияние построения схемы узла рек- [c.210]

Минимальная работа разделения воздуха, равная сумме эксергий продуктов на выходе из установки, составляет примерно 272 кдж/кг (65 ккал/кг) кислорода. Минимальная работа ожижения, равная разности эксергий газа при нулевых параметрах и жидкости, составляет для кислорода 666 кдж/кг (159 ккал/кг) и для азота 806 кдж/кг (193 ккал/кг). Из сопоставления этих цифр видно, что затраты энергии [c.239]

Качественной энергетической характеристикой продуктов разделения воздуха является их эксергия. Эта величина однозначно связана с составом продукта, его давлением, температурой и агрегатным состоянием ее значение тем выше, чем больше необходимы для получения продукта затраты энергии. [c.314]

Таблица 31 Распределение затрат энергии между продуктами в некоторых промышленных блоках разделения воздуха

ЗАТРАТА ЭНЕРГИИ НА РАЗДЕЛЕНИЕ ВОЗДУХА [c.89]

Криптон и ксенон находят широкое применение для производства осветительных и специальных ламп, радиоламп и других изделий. Криптон и ксенон извлекают из воздуха попутно с разделением его на кислород и азот методом низкотемпературной ректификации. Организация извлечения криптоно-ксенонового концентрата нз перерабатываемого воздуха, учитывая малое содержание их в воздухе, целесообразна только на крупных воздухоразделительных агрегатах, перерабатывающих более 15 000—20 000 м /ч воздуха. Получение криптоно-ксенона снижает себестоимость кислорода, что экономически выгодно. При этом затрата энергии на получение 1 дм чистой криптоно-ксеноновой смеси не превышает 9—10 квт-ч. [c.263]

Это достаточно наглядно иллюстрируется и зависимостями, показанными на рис. 70, где сравниваются значения удельных затрат энергии для воздухоразделительных установок различного назначения, имеющих объемную производительность до 10000 м /ч. При использовании холода СПГ значения удельных затрат энергии приближаются к значениям энергозатрат на установках, предназначенных для получения продуктов разделения воздуха в газообразном виде. [c.200]

Как уже указывалось, минимальная влажность осадка обеспечивается при высоком факторе разделения центрифуги. Увеличение же последнего влечет за собой повышение затрат энергии на центрифугирование. Понижение влажности осадка достигается также подсушкой его воздухом. Для этого применяют укрепленные на роторе лопасти, направляющие воздух на осадок. [c.336]

Производительность компрессора должна соответствовать потребности в воздухе одного блока разделения в течение года. Применение одного компрессора для двух и более блоков связано с непроизводительными затратами энергии, хотя и дает экономию в капитальных затратах. [c.192]

Выше были рассмотрены схемы воздухоразделительных установок одинаковым построением разделительного аппарата (двукратной ректификации) и различными холодильными циклами и было показано, что в крупных установках основные затраты энергии (—85%) связаны не с покрытием холодопотерь, а с обеспечением процесса разделения воздуха и, следовательно, зависят от степени совершенства разделительного аппарата. Рассмотрим влияние построения разделительного аппарата на расход энергии для разделения воздуха. [c.189]

Схема с однократной ректификацией характеризуется более высоким расходом энергии (примерно на 5%), несмотря на то, что минимальная работа при неполном разделении воздуха меньше, чем при полном разделении (см. п. 1 главы III). Затраты энергии, связанные с преодолением сопротивлений на обратном и прямом потоках, а также с наличием [c.193]

При использовании холодильных циклов с дросселированием параметры самого процесса разделения в ректификационной колонне при данной холодопроизводительности цикла на затрату энергии не влияли, хотя сам процесс разделения по существу требует определенной затраты энергии. При построении холодильного цикла с детандером процесс разделения отражается на общей затрате энергии, так как ограничивает конечное давление расширения величиной порядка 0,6 Мн м и, следовательно, при той же холодопроизводительности требует повышения давления, а значит, увеличения затраты энергии по сравнению с затратой энергии в чисто холодильном цикле. Вследствие принципиально более правильного построения цикла с детандером расход энергии на разделение воздуха, несмотря на ограничение конечного давления расширения воздуха в детандере, получается значительно меньшим. [c.56]

Схема с однократной ректификацией характеризуется более высоким расходом энергии (примерно на 5 /о), несмотря на то, что минимальная работа при неполном разделении воздуха меньше, чем при полном разделении (см. п. 1 главы П1). Затраты энергии, связанные с преодолением сопротивлений на обратном и прямом потоках, а также с наличием конечных температурных напоров в регенераторах, примерно пропорциональны количеству перерабатываемого воздуха. В схеме с однократной ректификацией вследствие малого-коэффициента извлечения кислорода эти затраты, отнесенные к 1 кмоль получаемого кислорода, значительно больше. [c.186]

Если мы примем во внимание, что в промышленных установках для разделения воздуха действительно затрачиваемая на разделение энергия, в силу наличия необратимых процессов, приблизительно в восемь раз больше минимально необходимой энергии, и будем считать, что этот коэфициент применим и для реального процесса выделения гелия из воздуха ), то получим затраты энергии, не столь уж обескураживающе большие. [c.27]

Все мировое производство продуктов разделения воздуха основано на одном методе — низкотемпературной ректификации предварительно сжатого в компрессорах воздуха. Основная часть энергии (90—96%) при разделении воздуха затрачивается на привод этих компрессоров. Только очистка инертных газов (и в некоторых случаях азота) от небольшого количества примесей других газов в конечной стадии процесса связана с использованием химических методов. Однако процессы химической очистки требуют сравнительно небольших затрат энергии и материалов, так как инертных газов значительно меньше, чем азота и кислорода. [c.9]

В первой части работы показано, что в отношении энергетических затрат полноценным качественным критерием оценки продуктов разделения воздуха является их эксергия. Эта величина однозначно связана с составом продукта, его давлением, температурой и агрегатным состоянием ее значение тем выше, чем больше необходимые для получения данного продукта затраты энергии. Формулы (19) и (20) позволяют провести расчеты распределения расхода энергии (а следовательно, и общих энергетических затрат) между продуктами разделения с учетом как их количества, так и качества. [c.41]

Все естественные процессы, которые самопроизвольно протекают в природе, требуют для своего обращения той или иной компенсации. Так сам собой происходит процесс переноса теплоты от горячего тела к холодному, но для его обращения нужно затратить работу и сообщить соответствующее количество теплоты нагретому телу. Работа домашнего холодильника иллюстрирует это явление охлаждение предметов в холодильнике сопровождается переносом теплоты от предметов к деталям прибора, а затем и к воздуху (холодильник нагревает окружающую среду), причем этот перенос требует и дополнительной затраты злектрической энергии, расход которой отмечается счетчиками. Газ сам произвольно диффундирует в атмосферу другого газа, но разделение смеси на составные части само по себе не происходит и для его осуществления нужно затратить энергию. [c.22]

Качественной энергетической характеристикой продуктов разделения воздуха является их эксергия. Эта величина, равная минимальной работе извлечения данного продукта из воздуха, однозначно связана с составом продукта, его давлением, температурой и агрегатным состоянием ее значение тем выше, чем больше необходимые для получения продукта затраты энергии. [c.206]

ТАБЛИЦА хт-15. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ ЭНЕРГИИ МЕЖДУ ПРОДУКТАМИ В НЕКОТОРЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ БЛОКАХ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА [c.209]

I. Теоретическая затрата энергии на разделение воздуха [c.73]

Технико-экономический анализ работы крупнотоннажных установок разделения углеводородных газов, воздуха и других смесей показывает, что стоимость потребляемой установкой энергии составляет, как правило, большую часть себестоимости продукции. Например, в крупных установках для получения технологического кислорода стоимость электроэнергии составляет 60% от всех эксплуатационных затрат Ч Поэтому улучшение технико-экономических показателей установок разделения газов связано в первую очередь со снижением расхода энергии. [c.247]

Отметим здесь, что для расчета ТТЧ продуктов разделения воздуха был использован эксергический способ, то есть затраты энергии распределялись между продуктами по их выходу (обьему) с учетом качественных энергетических характеристик. В их основу положена энергия, которая однозначно связана с составом продукта, его давлением и агрегатным состоянием. Необходимые поправочные коэффициенты и значения энергий продуктов определялись по справочным данным для данного вида воздухоразделительного оборудования. [c.271]

Чем больше принятое число флегмы, тем меньше требуется тарелок, тем ниже колонна и тем меньше высота аппарата разделения и, следовательно, меньше потери холода в окружающую среду. Однако с увеличением числа флегмы возрастает затрата энергии на циркуляцию ее, а также увеличиваются потери холода вследствие увеличения флегмового потока. Следовательно, нужно найти оптимум флегмы. В дальнейшем оцениваются и сравниваются лишь энергетические затраты, изменяющиеся от числа флегмы. На общую стоимость разделения существенное влияние оказывают также и капитальные затраты по изготовлению оборудования. Подробное рассмотрение этого вопроса увело бы, однако, слишком далеко в область чисто экономических расчетов, ДоТя ориентировки отметим, что величина амортизации для нроцесса выделения дейтерия такая же, как и на крупных заводах разделения воздуха. [c.47]

При вакуумной флотации сточную воду предварительно насыщают воздухом при атмосферном давлении в аэрационной камере, а затем направляют во флотационную камеру, где вакуум-насосом поддерживается разрежение 30-40 кПа (225-300 мм рт. ст.). Выделяющиеся в камере мельчайшие пузырьки выносят часть дисперсной фазы на поверхность. Процесс флотации длится около 20 мин. Преимущества вакуумной флотации перед другими методами состоят в том, что образование пузырьков газа, их слипание с частицами и всплывание агрегатов пузырек—частица происходят в спокойной среде, вероятность разрушения агрегатов сведена к минимуму и затраты энергии на насыщение жидкости воздухом невелики. К числу недостатков вакуумной флотации следует отнести незначительную и ограниченную малым перепадом давления степень насыщения жидкости пузырьками газа. Это не позволяет применять ее для разделения суспензий и эмульсий с концентрацией взвешенных частиц более 250-300 мг/л (0,25-030 кг/м ). Еще один существенный недостаток ваку5 мнрй флотзщш заключается в необходимости сооружения герметически закрытых резервуаров, в которых можно создавать частичный вакуум, с размещением вну три них скребковых механизмов, что сопряжено с определенными конструктивными и, главное, эксплуатационными трудностями. [c.170]

Основной недостаток резонансной пульсации заключается в том, что амплитуда и частота, которые определяются свойствами системы, до некоторой степени зависят от внешних факторов таких, как скорость дисперсной фазы. Регулирование частоты возможно лишь путем добавления некоторого переменного объема воздуха, что приводит к снижению собственной частоты колебаний. Как следует из уравнения (114), с увеличением размеров установки собственная частота колебаний существенно снижается, поэтому на крупномасштабных промышленных экстракторах резонансная частота будет значительно ниже, чем на лабораторных установках. С другой стороны известно, что для каждого процесса существует оптимальная с точки зрения эффективности разделения интенсивность пульсации [142]. Поскольку амплитуда пульсации в экстракционных аппаратах обычно бывает порядка нескольких сантиметров, то оптимальной интенсивности пульсации будет соответствовать частота значительно более высокая, чем резонансная частота для данного аппарата, которая является оптимальной с точки зрения минимума затрат энергии на пульсацию. Выбор рабочего режима пульсации может быть сделан на основании экономического критерия, учитывающего как стоимость продукта, так и энергетические затраты. Поэтому представляет интерес методика расчета аппарата, пульсирующего на заданной частоте [144]. Математическая, модель пнев-могидравлической системы, состоящей из тарельчатой экстракционной колонны и пульсационного колена, присоединенного к нижнему отстойнику и частич но заполненного жидкостью, включает уравнения, которые описывают поведение газа в пе- [c.177]

Следует продумать возможность разделения помещения цеха, в котором проводится намотка полиамидного волокна, для того чтобы можно было осуществить частичное кондиционирование намоточных приспособлений и прядильных шахт в зависимости от титра вырабатываемого элементарного волокна. В цехе должны быть отделены машины, на которых вырабатывается элементарное волокно с титром 2,5 денье и ниже. Такое решение позволило бы в результате дифференциации климатических условий применительно к вырабатываемому ассортименту уменьшить затраты энергии, необходимые для поддержания определенного климата для волокна данного титра. Например, штапельное волокно хлопкового типа формуют со скоростью 1000 м1мин при 20° и относительной влажности воздуха 40—45 о, в то время как для волокон более низкого номера (типа шерсти) относительная влажность может составлять 50%, а еще более грубоволокнистое штапельное волокно (титр 10—30 денье) может быть нормально сформовано даже при относительной влажности 65—70%. [c.497]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология