1.2. Стандарты основных продуктов разделения воздуха
Основными продуктами разделения воздуха в современных ВРУ являются технические (промышленные) газы, которые имеют следующие стандарты [2]:
-
кислород технический, 99,2 - 99,7
(1-ый сорт 99,7 %
;
2-ой – 99,5 %
;
3-ий - 99,2 %
);
- кислород технологический, 92 – 98 % (в среднем 95 % );
-
азот особой чистоты, не менее 99,996 %
;
азот высшего сорта - 99,994 %
;
азот 1-го сорта - 99,6 %
;
азот 2-го сорта 99,0 %
;
- аргон высшего сорта - 99,993 % Аr; 1-го сорта – 99,987 % Аr; сырой аргон 86-95 % Аr, содержащий до 4 % и до 10 % ; технический аргон - 86-88 % Аr с примесью до 12 – 14 % ;
- первичный криптоноксеноновый концентрат - объемная доля до 0,5 % Кr и Хе;
- неоногелиевая смесь - объемная доля Nе и Не до 40- 60 % (возможна до 95 - 98 %) (Ne+He).
Сведения стандартов основных продуктов разделения воздуха сведены в табл. 1.3.
Таблица 1.3
|
Высший сорт |
1 сорт |
2 сорт |
3 сорт |
|
Кислород технический |
|
99,7 % О2 |
99,5 % О2 |
99,2 % О2 |
|
Кислород технологический |
92-98 % О2 (в среднем 95 % О2 ) |
||||
Азот особой чистоты, не менее 99,996 % N2 |
99,994 % N2 |
99,6 % N2 |
99,0 % N2 |
|
|
Аргон |
99,993 % Аr |
99,987 % Аr |
|
|
|
Сырой аргон |
86-96 % Ar, содержащий до 4 % О2 и до 10 % N2 |
||||
Технический аргон |
86-88 % Аr с примесью до 12 – 14 % N2 |
||||
Первичный криптоноксеноновый концентрат - |
объемная доля до 0,5 % Кr и Хе |
||||
Неоногелиевая смесь |
объемная доля Nе и Не до 40- 60 % (возможна до 95-98 %) |
||||
Основные продукты разделения воздуха получают в газообразном состоянии при небольшом давлении – 0,105-0,12 МПа; в сжатом газообразном состоянии при давлении 0,2 – 20 МПа (в отдельных случаях до 40 МПа); в жидком состоянии при давлении 0,105-0,5 МПа. В жидких продуктах объемная доля основного компонента превышает 99,5 %.
Давление и степень чистоты продуктов разделения воздуха задают по соответствующему ГОСТу.
1.3. Области применения продуктов разделения воздуха
Области применения продуктов разделения воздуха в России самые разнообразные и приведены в табл. 1.4 [2]. За последнее время спрос увеличивается на азот и аргон.
Таблица 1.4
Области применения продуктов разделения воздуха
Основной продукт |
Чистота продукта (объемная доля в % основного продукта) |
Области применения |
Удельные расходы основного продукта (ориентировочно) |
1 |
2 |
3 |
4 |
Кислород О2 |
|
Металлургия: |
|
27 - 45 |
доменное производство; |
100-150 м3/т |
|
99,5 - 99,7 |
выплавка конверторной стали; |
55-60 м3/т |
|
99,5 - 99,7 |
электроплавильное производство; |
15-20 м3/т |
|
95 - 99,7 |
выплавка мартеновской стали; |
35 м3/т |
|
99,2 - 99,7 |
прокатное производство (резка, огневая зачистка); |
0,1-0,6 м3/кг |
|
99,5 - 99,7 |
газопламенная обработка; |
- |
|
30 - 50 |
шахтная плавка цветных металлов и сплавов; |
- |
|
99,2 - 99,7 |
газовая сварка и резка металлов. |
28-2000 Дм3/ч |
|
30 - 99,2 |
Аэрация и осветление сточных вод. |
2-24 м3/м3 |
|
99,2 - 99,99 |
Ракетно-космическая техника. |
- |
|
99,2 – 99,5 |
Микробиология, медицина. |
- |
|
|
Химическая и нефтяная промышленность: |
|
|
99,2 – 99,7 |
производство азотной кислоты; |
155 м3/т |
|
30 - 50 |
газификация угля и торфа в генераторах; |
- |
|
30 – 99,5 |
окислительные процессы в химическом производстве. |
- |
|
30 - 50 |
Энергетика (МГД генераторы) |
- |
|
95 – 99,5 |
Целлюлозно-бумажная промышленность (для кислородно-щелочной и озонной отбелки целлюлозы). |
10 – 50 м3/т |
|
30 - 90 |
Переработка твердых бытовых и промышленных отходов. |
- |
|
Азот N2 |
99,5 - 99,999 |
Химическая промышленность: производство аммиака; производство этилена; азотных удобрений, пропилена и т.д. |
1 000 м3/т |
97 - 99,99 |
Нефтеперерабатывающая промышленность – в качестве защитной среды. |
|
|
94 – 96 + 4 – 6 % Н2 |
Металлургия - в качестве защитной среды в различных процессах: непрерывного горячего цинкования; |
|
|
99,5 – 99,996 |
непрерывного рекристаллизационного отжига холодно катанной стали в листопрокатных цехах; |
|
Продолжение таблицы 1.4
1 |
2 |
3 |
4 |
Азот N2 |
85 + 15 % Н2 |
плазменная дуговая зачистка; |
|
45 + 55 % Не |
Сварка и резка в защитной среде. |
85 – 170 дм3/ч |
|
99,9 |
Народное хозяйство – для увеличения сроков хранения в овощехранилищах. |
|
|
99,5 - 99,996 |
Крупномасштабные физико-технические исследования - криогенное обеспечение сверхпроводящих устройств. |
|
|
97 - 99,5 |
Криобиология и криомедицина – криохирургия, ядерно-магнитная томография и т.д. |
|
|
99,999 |
Радиоэлектроника – производство полупроводниковых материалов. |
|
|
99,5 |
Экология – для криодробления отработанных автомобильных шин и изделий из пластических масс; для криогенной очистки шерсти от растительных примесей. |
|
|
Аргон Ar |
50- 75 + 25-50 % Не |
Сварка и резка в плазмообразующей и защитной среде; |
|
импульсно-дуговая сварка; |
10-120 дм3/м |
||
20 +80 % Не |
комбинированная; |
10- 50 дм3/м |
|
30 + 70 % Не |
микроплазменная; |
|
|
электрошлаковая и т.д. |
|
||
99,9995 |
Химическая промышленность, металлургия и металлообработка – в качестве инертной среды. |
|
|
77 – 79 + 21-23 % N2 |
Полупроводниковая промышленность: выращивание кристаллов; создание пассивирующих покрытий. |
20 дм3/кг |
|
86 – 88 + 12-14 % |
Ламповая промышленность: лампы накаливания. |
|
|
99,995– 99,998 |
Импульсные лампы и импульсно-ионизационные камеры |
|
|
99,998 |
Хроматография. |
|
|
98 + 2 % |
Биология – в качестве среды для проращивания риса, лука, моркови и т.д. |
|
|
Криптон Кr |
99,96 – 99,99 |
Ламповая промышленность - прожекторы, оптические печи и т.д. |
|
Медицина – рентгеноаппаратура. |
|
Продолжение таблицы 1.4
1 |
2 |
3 |
4 |
Ксенон Хе |
99,96-99,996 |
Ламповая промышленность - газосветные импульсные лампы. |
|
80 + 20 % |
Медицина – в качестве анестезирующего средства. |
|
|
Неон Ne |
99,985 |
Ламповая промышленность - газоразрядные лампы, сигнальные лампы, телеаппаратура; электровакуумные приборы. |
|
99,8-99,985 |
Электронная промышленность. |
|
|
Криогенная техника – криостаты; детекторы инфракрасного излучения и т.д. |
|