Другие предметы \ Воздухоразделительные установки

Расчет и проектирование криогенной воздухоразделительной установки, предназначенной для одновременного получения газообразного кислорода и азота, страница 3

Расчёт узловых точек установки

Принимаем:

Давление воздуха на входе в компрессор……………………….

Давление воздуха на выходе из компрессора……………………Р_1в= 3 МПА

Температура воздуха на выходе из компрессора…….…………..

Температура воздуха на выходе из теплообменника – ожижителя…..

Температура воздуха на выходе из блока очистки…………………

Давление в верхней колонне……………………………………..

Давление в нижней колонне………………………………………

Теплоприток из окружающей среды………………………………

Концентрация азота в кубовой жидкости ………………………..N₂

Концентрация азота в азотной флегме…………………………… N₂

Температурный перепад азотной флегмы и кубовой жидкости при прохождении через переохладитель…………..……………………………..

Температура кубовой жидкости…………………………………….

Температура азотной флегмы………………………………………

Температура отходящего азота…………………………………….

Температура жидкого кислорода…………………………………..

Разность температур на тёплом конце теплообменника – ожижителя………………………………………..…………….

Описание технологической схемы установки

Атмосферный воздух турбокомпрессором подается в теплообменники-ожижители, где N₂ или O₂охлаждаются на Т = ... °С и поступает в блоки очистки, заполненные цеолитом NaX происходит очистка воздуха от влаги, окиси углерода, ацетилена и других примесей.

После блока очистки воздуха делится на два потока и идет в теплообменники блока разделения.

Большая часть воздуха (0,.. ... 0,.. м³/м³ п.в.) из середины теплообменника отводится при Т = .. ... … °С в турбодетандер, где расширяется и охлаждается до Т = .. ... … °С и поступает в куб нижней колонны.

Для смазки и охлаждения турбодетандера используется маслостанция, состоящая из маслобака и теплообменника.

Часть воздуха (..м³/м³ п.в.) охлаждается в кислородно-фракционном теплообменнике жидким O2 и фракцией до Т= ... °С, затем на доохлаждение в нижнюю часть азотного теплообменника до Т= ... °С,затем дросселируется в куб нижней колонны.

В нижней колонне воздух разделяется на обогащенную кислородом жидкость (32,5 % O2 ) и азотную флегму высокой чистоты (0,0005 ... 0,001 % O2 ).

В верхней колонне окончательное разделение воздуха на O2 (99,7 % O2 ) и

N2 (99,95 % N2 ).

Для получения азота и кислорода высокой чистоты с пятнадцатой тарелки верхней колонны отбирается аргонная фракция в количестве 0,1 м³/м³ п.в. Фракция нагревается в кислородно-фракционном теплообменнике до Т=-5+20 °С и поступает в блок очистки для регенерации и охлаждения адсорбентов. И затем выбрасывается в атмосферу.

На блоке разделения воздуха (БРВ) предусмотрен сброс азота с превышением содержания кислорода более 0,05 % через трех-ходовой клапан в атмосферу. Выходя из БРВ азот с давлением 0,5..0,65кгс/см идет на линию всасывания турбокомпрессоров низкого и высокого давления и идет на цеха.

Для защиты от повышения давления в трубопроводе установлен ППК.

Для предотвращения вакуума в линии всасывания ^N2 компрессора предусмотрена система перепуска N2 из линии нагнетания в линию всасывания.

Для предотвращения завышения давления в линии всасывания предусмотрен сброс N2 в атмосферу.

Кислород из конденсатора БРВ насосом прокачивается через кислородно-фракционный теплообменник и теплообменник ожижителя, охлаждая поступающий в блок воздух, переходит газообразное состояние, по трубопроводу поступает на участок где закачивается в баллоны емкостью 40 литров. Здесь же производится наполнение баллонов азотом.