Осушка воздуха производится с целью предотвращения вымерзания влаги на холодных частях воздухоразделительных аппаратов.
Отделение капельной влаги из воздуха осуществляется в теплообменнике-ожижителе и соединенном с ним последовательно влагоотделителе, путем периодической продувки.
Окончательная осушка в.в.д. и очистка его от примесей углеводородов производится методом адсорбции в блоках осушки.
В качестве адсорбента использован цеолит марки NаХ.
4.2. Разделение воздуха методом низкотемпературной ректификации.
Технологический процесс разделения воздуха состоит из следующих стадий:
4.2.1. Охлаждение воздуха в.д. в теплообменных аппаратах.
4.2.2. Расширение в.в.д.
4.2.3. Дросселирование в.в.д.
4.2.4. Ректификация последовательно в нижней и верхней колоннах.
Основное назначение предварительного охлаждения воздуха - понижение начальной температуры воздуха перед дросселированием. Без этого невозможно получить в конце дросселирования температуру, необходимую для сжижения воздуха.
Предварительное охлаждение воздуха перед его дросселированием осуществляется в теплообменниках - предварительном и основном. Понижение температуры в.в.д. осуществляется холодным азотом, идущим навстречу потоку сжатого воздуха. Температура в.в.д. после предварительного т/о
(+2¸-10°С), после основного - (-145¸-160°С). Передача тепла в теплообменниках происходит через стенку трубки, разделяющую потоки проходящих газов.
В эксплуатируемых воздухоразделительных аппаратах применяются трубчатые теплообменники, в которых воздух в.д. проходит внутри трубок, а азот (с более низким давлением) - между трубками.
В процессе теплообмена между азотом и воздухом, не весь холод отходящего азота будет передаваться поступающему сжатому воздуху, т.е. рекуперироваться. Часть холода азот будет уносить с собой из теплообменника.
Эта величина составляет потерю холода от недорекуперации в теплообменнике.
Воздух, очищенный от влаги, углекислоты и механических включений поступает в турбодетандерный агрегат ДТ-5/20, работающий по принципу расширительной активно-реактивной турбины с отдачей внешней работы. Совершаемая турбиной работа превращается в тепло, которое отводится маслом, подаваемым в турбину насосом из бака через охладитель и фильтр. Нагретое в турбине масло сливается снова в маслобак. В турбине воздух поступает в направляющий аппарат, где происходит его предварительное расширение и равномерная подача под определенным углом на лопатки колеса ротора. Воздух, вращая ротор, совершает работу, расширяется и охлаждается.
Конечное давление расширения воздуха в турбодетандере составляет
0,5¸0,7 МПа (5¸7 кгс/см2), а температура 113¸138 К (-160¸-135°С), т.е. близка к температуре конденсации.
Дросселирование газа, также как и расширение его в турбодетандере, сопровождается понижением температуры.
При дросселировании воздуха в момент прохождения его через расширительный вентиль происходит понижение давления до 0,5¸0,6 МПа (5¸6 кгс/см2) и расширение газа, сопровождающееся понижением температуры. При этом часть воздуха сжижается, а часть остается в газообразном состоянии, но имеет очень низкую температуру, равную температуре жидкости.
Для полного разделения воздуха на жидкий кислород и газообразный азот использован метод двукратной ректификации.
Сущность этого метода состоит в том, что образующуюся при испарении жидкого воздуха парообразную смесь из азота и кислорода пропускают через жидкость с меньшим содержанием кислорода. Поскольку эта жидкость содержит меньше кислорода и больше азота, она имеет более низкую температуру, чем проходящий через нее пар. Это вызывает конденсацию кислорода из пара, обогащение кислородом жидкости и испарением из нее азота, т.е. обогащение азотом паров жидкости.
Рассматриваемый процесс испарения жидкости и конденсации пара проводится путем непосредственного соприкосновения пара и жидкости. Он повторяется много раз до тех пор, пока не получится газ, состоящий почти из одного азота, а жидкость, содержащая почти чистый кислород.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.