Производство кислорода и оборудование для его хранения и транспортировки
Производство кислорода и оборудование для его хранения и транспортировки
Производство. Атмосферный воздух в основном представляет механическую смесь трех газов при следующих их объемах: азот – 48,09%, кислород – 20,93%, аргона – 0,93%. В нем содержится 0,03% - углекислого газа и малое количество редких газов водорода и закиси азота. Гл. задача при получении кислорода из воздуха заключается в разделении воздуха после его глубокого охлаждения (сжижения) на кислород и азот. На крупных установках производится попутно отделение аргона, который применяется в специальных способах сварки.
При получении кислорода из воздуха последний охлаждают до обращения его в жидком состоянии, что при нормальном атмосферном давлении может быть достигнуто в интервале температур от 85,35 по Кельвину до 79,45 К с последующим разделением жидкости на кислород и азот за счет разности температур и их кипения: Ткип. Кислорода = 90,18 К; Ткип азота = 77,4К
При постоянном испарении жидкости в пар в первую очередь будут переходить азот, имеющий более низкую Ткип. И по мере его выделения оставшаяся жидкость будет обогащаться кислородом. Многократное повторение этого процесса позволяет получить кислород и азот требуемой чистоты. Низкие температуры необходимые для снижения воздуха получают с помощью холодильных циклов: 1. Холодильный цикл среднего давления с расширением в детандере. 2. Холодильный цикл низкого давления с расширением в турбодетендаре.
1. Холодильный цикл с дросселированием воздуха .Эффект Джоуля-Томпсона, т.е. резким снижением температуры газа при свободном его расширении. При этом воздух сжижается в многоступенчатом компрессоре до 20 МПа и затем проходит через холодильник с проточной водой.
Глубокое охлаждение воздуха происходит в теплообменнике обратным потоком холодного газа из сборника жидкости (ожижителя). В результате расширения воздуха в дроссельном вентиле он дополнительно охлаждается и частично сжижается. Давление в сборнике регулируется в пределах 0,1 – 0,2 Мпа.
Жидкость периодически сливают из сборника в спец. Емкости через вентиль. Несжиженая часть воздуха отводиться через стеклообменник в атмосферу, производя охлаждение новых порций поступающего воздуха. Охлаждение воздуха до температуры сжижения происходит постепенно при включении имеется пусковой привод. Достоинство: простота. Недостатки: большой расход электроэнергии.
Независимо от технологической схемы установки и вида холодильного цикла процесс производства кислорода из воздуха включает ряд стадий: 1. Очистка воздуха от пыли и паров воды, углекислоты. Связывание углекислого газа достигается пропусканием воздуха через водный р-р NaOH.
Вам также может быть полезна лекция "22 Лейбниц о предустановленной гармонии мира".
2. Сжатие воздуха в компрессоре с последующим охлаждением в холодильнике.
3. Охлаждение сжатого воздуха в теплообменнике.
4, Расширение сжатого воздуха в дроссельном вентиле или детандере для его охлаждения и сжижения.
5. Сжижение и ректификация воздуха с получением кислорода и азота.
6. Слив жидкого кислорода в стационарные цистерны и отвод газообразного в газгольдеры.
7. Контроль качества полученного кислорода.
