Теплообменники в аппаратах воздухоразделительных

Рассматриваются процессы тепло- и массообмена в аппаратах воздухоразделительных установок, описываются конструкции основных типов теплообменников, регенераторов и ректификационных колонн. [c.4]

Описаны циклы глубокого охлаждения и принципиальные схемы воздухоразделительных установок различного назначения, их энергетические показатели, а также соотношения между основными параметрами. Рассмотрены процессы тепло- и массообмена в аппаратах воздухоразделительных установок, конструкции основных типов теплообменников, регенераторов и ректификационных колонн. [c.4]

Большинство теплообменных аппаратов установок являются аппаратами рекуперативного типа, т, е, такими, в которых теплообмен между теплоносителями происходит через разделяющую их стенку. По назначению их можно разделить на теплообменники, конденсаторы, переохладители, подогреватели по конструктивным признакам — на питые и прямотрубные аппараты. Все теплообменные аппараты воздухоразделительных установок этого типа, как правило, являются про-тивоточными и работают непрерывно длительное время в постоянном режиме. [c.92]

В теплообменнике происходит охлаждение воздуха азотом, выходящим из воздухоразделительной установки. Теплопередача осуществляется в два периода. В период охлаждения через аппарат (левый на рисунке) продувают азот, который охлаждает насадку, а сам нагревается от 93 до 291 К- В период нагревания через аппарат (правый на рисунке) пропускают воздух, который охлаждается от 293 до 95 К, нагревая при этом насадку. Периоды охлаждения и нагревания продолжаются обычно 2—3 мин каждый. Потоки воздуха и азота переключаются с помощью задвижек 3 и клапанов, расположенных в клапанных коробках 2. [c.225]

Остановка воздухоразделительного аппарата. Различают два вида остановок аппарата кратковременную, так называемую холодную остановку, и остановку на более длительное время со сливом жидкости и отогревом отдельных аппаратов или всей установки. Прежде чем остановить воздушный компрессор и детандер, прекращают подачу отходящего азота потребителю и сырого аргона в газгольдер и открывают вентили сброса азота и сырого аргона в атмосферу. Открыв вентиль слива жидкого кислорода в емкость, снижают уровень в конденсаторе до половины номинального. Вентиль отбора газообразного кислорода регулирования состава аргонной фракции закрывают. Затем останавливают воздушный компрессор и детандер, закрывают вентиль подачи воздуха в теплообменник-ожижитель, воздушный дроссельный вентиль высокого давления и вентиль слива жидкого кислорода в емкость. При прекращении нодачи воздуха в воздухоразделительный аппарат жидкость, находящаяся на тарелках нижней, верхней и аргонной колонн, стекает вниз, и может произойти переполнение испарителя и конденсатора. В этом случае открывают вентили слива жидкости из указанных аппаратов в испаритель быстрого слива, устанавливая необходимые уровни. [c.118]

По окончании отогрева выключают электроподогреватель, прекращают подачу в него греющего газа, устанавливают на место шпиндели дроссельных вентилей и манометры, подсоединяют трубки к указателям уровней и закрывают анализные вентили. Затем закрывают все вентили входа и выхода греющего газа в аппарат, открытые для отогрева. Для удаления влаги, скопившейся в воздухоразделительном аппарате, поднимают давление в компрессоре до 8—10 МПа и продувают трубки теплообменников и линию от основного теплообменника до дроссельного вентиля высокого давления. Продувку производят последовательно. В первую очередь продувают влагоотделитель и трубки теплообменника-ожижителя, затем аргонокислородный и основной теплообменники. [c.120]

Линию от основного теплообменника до дроссельного вентиля высокого давления продувают в последнюю очередь. На этом отогрев и продувку воздухоразделительного аппарата считают законченными и готовят воздухоразделительный аппарат к пуску. [c.120]

При охлаждении сжатого воздуха в теплообменниках воздухоразделительного аппарата ниже точки росы из него выделяется влага и замерзает при температуре 273 К. Это приводит к быстрой закупорке льдом теплообменников, и работа установки становится [c.82]

В криогенных установках распространены теплообменники, спаянные между собой припоем, что обеспечивает хороший тепловой контакт между поверхностями труб (рис. 193). Если диаметры вн1 и ( вн2 отличаются незначительно, т. е. вн, внз, то можно считать, что все трубки теплообменника в каждом поперечном сечении имеют одинаковую температуру. Поверхности теплообмена со стороны прямого и обратного потоков различны. Коэффициенты теплопередачи кх и 2 для прямого и обратного потоков газа, проходящих внутри трубок, определяются также по формулам (141) и (142). Если прямой поток идет по одной трубке диаметром вн, (см. рис. 193), а обратный поток по N трубкам диаметром йвн,, то в формулах (141) и (142) вместо нужно подставить Ыа . При расчетах теплообменной аппаратуры воздухоразделительных установок необходимо знать сопротивление аппарата Ар прямому и обратному потокам. Это одна из важных характеристик аппарата. Сопротивление потоку внутри прямых труб определяется трением [c.228]

В этом случае сл<атый воздух после компрессора поступает в теплообменник воздухоразделительного аппарата. Теплообменник по длине обычно конструктивно разделен на три части, как показано на рис. 56, а. [c.93]

В настоящее время воздухоразделительные аппараты оборудуют более компактными и эффективными теплообменниками. Схемы действия таких теплообменников показаны на рис. 63. [c.104]

Поскольку получение холода связано с затратой энергии, всякое снижение холодопотерь в воздухоразделительном аппарате приводит к экономии энергии. Следовательно, персонал, обслуживающий воздухоразделительную установку, должен всегда стремиться к максимальному снижению холодопотерь. Для этого необходимо поддерживать наименьшую разность температур между прямым и обратным потоками газов на теплых концах теплообменников исключить потери холодных паров и жидкости через неплотности в соединениях не допускать образования на кожухе снеговых пятен, свидетельствующих о промерзании изоляции следить за тем, чтобы изоляция аппарата была сухой, хорошо уплотненной и не имела пустот и т. д. [c.88]

В трубчатых теплообменниках воздухоразделительных аппаратов газ с более высоким давлением обычно проходит внутри трубок, а с более низким давлением—между трубками. Для лучшей передачи тепла трубки в большинстве теплообменников располагают так, чтобы омывающий поток газа шел перпендикулярно трубкам. Такие теплообменники называются поперечно-точными. [c.423]

До пуска в работу воздухоразделительный аппарат должен быть полностью отогрет и тщательно продут. Запорные вентили к указателям уровня жидкости следует открыть и проверить правильность уровня жидкости в указателях (уровни должны находиться против нулевого деления шкалы). Необходимо также частично открыть вентили на трубопроводе подвода воздуха высокого давления к теплообменнику. [c.590]

Пуск воздухоразделительного аппарата и установление нормального режима. Пускают в работу воздушный компрессор, но перед подачей воздуха в воздухоразделительный аппарат тщательно продувают воздушную линию до дроссельного вентиля высокого давления включительно. Когда избыточное давление перед теплообменником достигнет 180—200 полностью [c.590]

Возможные нарушения нормального режима и способы устранения. В воздухоразделительных аппаратах с химической осушкой воздуха, у которых теплый конец теплообменника расположен вверху, слишком частое прикрывание вентиля на трубе, отводящей кислород из аппарата, может ускорить замерзание теплообменника и сократить рабочий период установки. Это происходит потому, что при уменьшении подачи кислорода через кислородную секцию теплообменника воздух охлаждается недостаточно, лед в верхней части теплообменника оттаивает и вода стекает вниз попадая в более холодные части теплообменника, она замерзает в трубках и постепенно забивает их льдом. Особенно быстрое замерзание теплообменника при кратковременных остановках воздухоразделительного аппарата наблюдается в конце рабочей кампании, когда в теплообменнике накапливается уже большое количество льда. [c.598]

Остановка воздухоразделительного аппарата. Останавливают воздушный компрессор, а затем закрывают воздушный дроссельный вентиль на шите управления и вентиль для отвода кислорода в газгольдер одновременно открывают вентиль для вывода кислорода в атмосферу. Дроссельные вентили для азота и кислорода при кратковременных остановках можно оставлять открытыми. При более длительных остановках (несколько часов) кислородный дроссельный вентиль закрывают во избежание пере-давливания всей кубовой жидкости в верхнюю колонну и для облегчения последующего пуска аппарата. Если остановка аппарата длится не более 1 —1,5 ч. его пускают вновь, предварительно продув теплообменник давление воздуха держат несколько повышенным в зависимости от уровня жидкости в конденсаторе. [c.599]

Частичными отогревами можно продлить период работы воздухоразделительного аппарата между полными отогревами до 3000—4000 ч, т. е. значительно сократить потери времени на остановки. Осушенный воздух для частичного отогрева пропускают через подогреватель для нагрева до 70 —90 °С. Нагретый воздух через соответствующий вентиль коллектора отогрева подводится в межтрубное пространство азотной секции теплообменника удаляется он наружу через трубу отвода азота. Для ускорения отогрева часть теплого сжатого воздуха можно пропустить по трубкам теплообменника и выпустить через продувочный вентиль последнего. При этом следует закрыть вентили выпуска кислорода в газгольдер и в атмосферу, так как иначе испаряющийся в конденсаторе кислород будет проходить по кислородной секции теплообменника и охлаждать его, что удлинит процесс отогрева. Отогрев теплообменника продолжают до тех пор, пока выходящий из него воздух не будет иметь температуру 10—20 °С. [c.601]

Частичный отогрев теплообменника можно также произвести при подаче всего отогревающего воздуха не в межтрубное пространство, а в трубки теплообменника. Применение этого способа дает хорошие результаты, так как сухой теплый воздух не только выдувает, но и испаряет воду, насыщаясь ее парами. Вследствие этого значительно сокращается продолжительность отогрева и создаются условия для лучшей очистки теплообменника от влаги. Горячий воздух подается через продувочный вентиль теплообменника, а использованный воздух удаляется в атмосферу через продувочные вентили, устанавливаемые для этой цели на трубопроводе, по которому воздух высокого давления поступает в теплообменник. Этим способом можно осуществить и полный отогрев воздухоразделительного аппарата. [c.602]

Местные отогревы. Влага в воздухоразделительном аппарате может накапливаться не только в теплообменнике, но и в других частях аппарата. В этих случаях можно производить местные отогревы, при которых весь аппарат остается охлажденным, а отогреваются лишь трубки или вентили, забитые льдом. Местному отогреву подвергают следующие части воздухоразделительного аппарата. [c.603]

Перед испытанием воздухоразделительного аппарата иа герметичность его полностью отогревают и продувают затем осматривают и притирают все вентили, в том числе дроссельные, а также предохранительные клапаны. Проверку на герметичность начинают с трубок теплообменника, затем проверяют нижнюю колонну с конденсатором и испарителем и, наконец, верхнюю колонну. [c.606]

Этот вентиль имеется только на воздухоразделительных аппаратах для производства как жидкого, так и газообразного кислорода, снабженных теплообменником с кислородной секцией. [c.608]

Продолжительность циркуляционной промывки аппарата Г-540 составляет теплообменники 2 м 4 (рис. 305)—2 ч верхняя 5 и нижняя 11 колонны—по 1 ч предохранитель 7—15 мин. Продувка после промывки подогретым до 50—60 °С азотом—80 ч количество подаваемого азота примерно равно половине количества перерабатываемого воздуха. Для промывки воздухоразделительного аппарата типа Г-540 расходуется 1 —1,2 т четыреххлористого углерода. [c.717]

Рекуперативные теплообменные аппараты воздухоразделительных установок в соответствии с конструктивным оформлением могут быть разделенЬ1 на три основные группы прямотрубные теплообменники, теплообменники с витыми трубами и пластинчатые. [c.278]

Алюминиевые сплавы марок АМц (с марганцем) и АМг (с магнием), так же как и технический алюминий, обладают хорошими технологическими свойствами — они легко деформируются и свариваются электродуговой сваркой в среде аргона или автоматической сваркой по флюсу. Однако эти сплавы имеют низкие прочностные свойства, поэтому нецелесообразно их прнменен1ге для изготовления сосудов, работающих под давление.м, и ограничиваются возможности использования в аппаратах воздухоразделительных установок. Однако в ряде изделий со сложной конфигурацией, требующих при изготовлении проведения таких операций, как штамповка, выколотка, гибка, зш овка, вальцовка, делает сплав АМц, обладающий исключительной технологичностью, незаменимым (напрнмер, для изготовления пластинчатых и витых трубчатых теплообменников). [c.29]

После первой ступени компрессора воздух проходит в скруббере 2 очистку от углекислоты. Растворение щелочи происходит в баке 3. После компрессора сжатый воздух проходит в влагоотде-литель и поступает в блок осушки 4, состоящий из двух пар попеременно работающих адсорберов, заполненных силикагелем или активным глиноземом. Затем воздух высокого давления делится на два потока. Один поток направляется сразу в блок разделения в теплообменник 8, где охлаждается отходящим кислородом, дросселируется до 5 ат и подается в нижнюю колонну воздухоразделительного аппарата. Другой поток воздуха поступает в поршневой детандер 13, где расширяется до давления 5 ат, охлаждается при этом и, пройдя масляные детандерные фильтры 10, поступает также в блок разделения. [c.377]

Особенности эксплуатации блоков комплексной очистки воздуха. При эксплуатации блоков комплексной очистки (БКО) воздуха предъявляют весьма жесткие требования к температуре воздуха, поступающего на адсорбцию — она должна составлять 4—6 °С. При более низкой температуре из неосущеиного воздуха на адсорбенте может выделяться влага в виде кристаллов льда, а при температуре выше 10°С адсорбция двуокиси углерода цеолитом значительно уменьшается. Блок комплексной очистки воздуха, как правило, включают в схему воздухоразделительного аппарата после теплообменника-ожижителя. Для воздухоразделительных аппаратов, не имеющих в своей схеме теплообменника-ожижителя, освоен промышленный выпуск блоков комплексной очистки воздуха, в комплект которых входит блок предварительного охлаждения (фреоновый холодильный агрегат), с помощью которого температуру воздуха на входе в адсорберы поддерживают в заданных пределах. [c.124]

Частичные отогревы. В процессе работы воздухоразделительной установки без остановки основного узла ректификации можно отогревать узлы ожижения азота и получения чистого аргона, а так.же аргонный теплообменник. Узел ожиже.чия отогревают, когда непрерывная работа этого узла достигнет 2200 ч или отпадает необходимость получать дополнительно жидкий азот, т. е. блок переводится на кислородный режим. Узел получения чистого аргона и аргонный теплообменник отогревают во время работы установки при неполадках, которые без отогрева этих аппаратов устранить невозможно. [c.141]

Перед испытанием на герметичность воздухоразделительный аппарат отогревают и продувают, затем осматривают и притирают запорпие вентили, дроссельные и предохранительные клапаны. Проверку аппарата на герметичность начинают с трубок темплообменника, затем проверяют нижнюю каюнну с конденсатором и испарителем и, наконец, верхнюю колонну. Отдельно испытывают детандерные фильтры, адсорберы ацетилена, блоки осушки. Для испытания трубок теплообменника закрывают расширительные вентили, открывают вентили для выхода кислорода и азота и повышают давление в теплообменнике до рабочего. После этого вентиль на воздухоподводящей трубе закрывают и давление сбрасывают. Если давление в теплообменнике в течение 1 ч снизится не батее чем на 2%, считают, что трубки теплообменника достаточно герметичны. В противном случае необходимо найти и устранить течь. Течи во фланцевых, ниппельных, сварных и паяных соединениях, сальниках, анализных и продувочных вентилях определяют обмыливанием, в воздушно.м дроссельном вентиле и змеевике испарителя — по увеличению давления в нижией колонне при закрытых вентилях. Кроме того, течи в трубках теплооб-меника можно обнаружить по повышению давления в верхней колонне, если при этом вентили для отвода кислорода и азота закрыты. [c.251]

Пример 12. Рассчитать теплообменник-ожижитель III, входящий в состав воздухоразделительной установки КжАжААрж-6 (см. рис. 129). Конструкция аппарата представляет собой витой гладкотрубный поперечно-точный теплообменник. Размер алюминиевой трубки выбираем 0 16X2. Сжатый воздух движется внутри трубок, а азот низкого давления (обратный поток) — в межтрубном пространстве. [c.248]

При охлаждении сжатого воздуха в теплообменнике воздухоразделительного аппарата ниже точки росы из него начнет выделяться влага, которая будет попадать в холодную зону теплообменника (от 0°С и ниже) и замерзать там вместе с той частью паров, которая выделяется сразу в виде льда. Это явление приведет в течение нескольких часов к полной закупорке льдом теплообменника и его работа станет невозможной. Поэтому сжатый воздух высокого (до 20—22 Мн1м или 200— 220 аг) или среднего (до б Мн1м или 60 ат) давления перед подачей в аппараты подвергают осушке. [c.84]

В установках, в которых осушка воздуха химическая, теплообменник забивается льдом через каждые 10—15 суток работы, что приводит к необходимости останавливать работу на несколько часов для отогрева теплообменника и удаления влаги. Поэтому в современных отечественных воздухоразделительных аппаратах осушку каустиком не применяют, а на старых установках такую осушку целесообразно заменить адсорбционной. Только в некоторых случаях, при осушке ценных газов, например криптона, когда количества осушаемого газа малы, а потери, возникающие при переключении адсорберов желательно исключить, использовать NaOH более выгодно. [c.93]

В теплообменнике 3 из воздуха также выделяется небольшое количество водяного пара. Чтобы обеспечить непрерывную работу воздухоразделительного аппарата, устанавливают два вымораживателя, включаемых в работу поочередно через определенное число часов, используя для этого переключающие вентили. Когда один из выморажи-вателей работает, другой отогревается отбросным азотом, после чего влагу от таяния льда удаляют продувкой. Если на установке предусмотрено дополнительное аммиачное или фреоновое охлаждение, то вымораживателями служат и два аммиачных теплообменника-испарителя 2, также работающие попеременно (рис. 56,6). В холодную часть теплообменника — основной теплообменник 3 воздух поступает осушенным и охлаждается до температуры, соответствующей температуре входа в колонну. [c.94]

После блока осушки воздух высокого давления делится на два потока примерно 7, общего количества воздуха направляется в теплообменник 17, охлаждается в нем отходящим кислородом, затем дросселируется в вентиле и под избыточным давлением около 5 кгс см подается в нижнюю колонну 20 воздухоразделительного аппарата. Остальная часть воздуха высокого давления направляется в поршневой детандер 14 типа ДВД-70/180. В детандере воздух расширяется примерно до 5 кгскм , при этом охлаждается и через маслоулавливающие детандерные фильтры 15 вводится в основной поток воздуха низкого давления, который из азотных генераторов направляется в куб нижней колонны 20. Обогащенный кислородом воздух подается из куба на середину верхней колонны 21 через кислородный дроссельный вентиль, в котором избыточное давление воздуха снижается до 0,4 кгс1см . Предварительно жидкий воздух проходит фильтры и адсорберы ацетилена 19, где удерживаются остатки твердой двуокиси углерода и ацетилен. [c.184]

Полный отогрев аппарата. После некоторого времени работы в теплообменнике, холодных коммуникациях и арматуре накапливаются лед и твердая двуокись углерода отложения сужают проход в трубках и вентилях. Увеличение разности давлений воздуха до и после теплообменника указывает на то, что воздухоразделительный аппарат замерз и требуется провести его отогрев и продувку. На замерзание аппарата указывают и другие признаки снижение температуры отходящего азота и концентрации получаемого кислорода закупорка воздущного и кислородного дроссельных вентилей твердой двуокисью углерода. Не следует допускать значительного перепада давления воздуха в теплообменниках для установок, работающих по циклу высокого давления (свыще 60—80 кгс1см ). [c.600]

По окончании отогрева шпиндель воздушного дроссельного вентиля ставят на место и вентиль закрывают. Затем закрывают все вентили на линии отогрева и поднимают давление в компрессоре до 60—80 кгс1см для продувки воздухоразделительного аппарата и удаления влаги, скопившейся в нем во время оттаивания. Продувают последовательно сначала трубки теплообменника, затем змеевик испарителя и корпус воздушного дроссельного вентиля. Окончив продувку, останавливают воздушный компрессор и подготавливают воздухоразделительный аппарат к пуску. [c.601]

Частичные отогревы. Полный отогрев воздухоразделительного аппарата занимает довольно продолжительное время. Между тем в установках с химической осушкой воздуха забивка теплообменника льдом может произойти уже через 12—15 суток работы, в результате чего перепад давления в нем резко возрастет. В этом случае производят частичный отогрев только одного теплообменника, оставляя другие части воздухоразделительного аппарата охлалоденными. Воздухоразделительные аппараты обычно снабжаются устройством для проведения частичных отогревов (продолжительность их не превышает 1—1,5 ч). [c.601]

Когда уровень жидкости в кубе 9 колонны поднимется до 10 — 14 см, его постоянно поддерживают в этих пределах путем открытия кислородного дроссельного вентиля 6. Передачу жидкости из куба 9 нижней колонны в верхнюю производят только через адсорбер 7 ацетилена. При появлении жидкости в конденсаторе 5 вентиль отбора кислорода из воздухоразделительного аппарата и вентиль выпуска кислорода в атмосферу полностью закрывают. Когда уровень жидкости в конденсаторе достигнет 35—50 см, постепенно открывают воздушный дроссельный вентиль 10 для понижения давления воздуха после компрессора до 30 кгс1см . Соответственно температура воздуха, выходящего из теплообменника, понижается до —145 С, а количество жидкости в кубе увеличивается. Эту жидкость перепускают через адсорбер ацетилена в верхнюю колонну, используя кислородный дроссельный вентиль. Во избежание возрастания избыточного давления в нижней колонне свыше 5 кгс1см необходимо при этом открыть азотный дроссельный вентиль. Одновременно уровень жидкости в кубе нижней колонны поддерживают постоянным. [c.611]

Пластинчатые теплообменники позволяют отводить из воздухоразделительного аппарата чистые продукты разделения воздуха (кислород, азот) и одновременно выполняют функцию вымораживателей (из воздуха прямого потока вымораживают пары водь и двуокись углерода). В этом отношении они заменяют регенера торы с насыпной насадкой и встроенными змеевиками (см. ниже), являясь значительно более компактными и дешевыми теплообмег -ными аппаратами. При нх применении упрощается схема устаио -ки разделения воздуха. Широкое внедрение пластинчатых теплообменников является одним из важных направлений развития кислородного машино- и аппаратостроении. [c.430]

При изготовлении пластинчатых теплообменников из алюминия применяют сплав АМц в виде пластин толщиной 0,2—0,3 мм. Разделительные пластины плакируют силумином, который являетсн припоем. Собранный в приспособлении пакет теплообменника подогревают в печи, после чего погружают в ванну с расплавленными флюсующими солями, которые проникают в зазоры и флюсуют поверхности, обеспечивая их спаивание. Коллекторы к пакету приваривают аргоно-дуговой сваркой. Наилучшими (по данным ВНИИкриогенмаш) для воздухоразделительных аппаратов оказались пластинчатые теплообменники с прерывистыми ребрами и малым расстоянием между прорезями, равным 1,5 мм. [c.430]

В воздухоразделительных установках регенераторы выполняют ту же роль, что и теплообменники, т. е. передают тепло от поступающего в воздухоразделительный аппарат воздуха продуктам его разделения, выходящим из аппарата. Но наряду с этим регенера- [c.437]

В тонкостенной медной зигованной обечайке 1 (рис. 8.29) размещено 36 кольцевых тарелок 2, конструкция которых аналогична изображенной на рис. 8.25. Верхняя часть колонны закрыта крышкой 5 и имеет лабиринтный сепаратор 4 для отделения от газообразного азота капелек уносимой жидкости. Нижняя часть колонн впаяна в конденсатор. Кубовая жидкость подается на 24-ю тарелку (считая снизу). Отходящий азот отводится в теплообменник по трубе 5. В крупных воздухоразделительных аппаратах применяются тарелки ректификационных колонн большого диаметра и для крепления их приходится ставить две зигованные обечайки внутреннюю и наружную. [c.468]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология