7. Снабжение кислородом потребителей
Может осуществляться двумя путями:
а) от небольших кислородных уст-ок на предприятиях;
б) либо от крупных заводов, обслуживающих ряд предприятий.
Сооружение на предприятиях небольших кислотных уст-ок затратно и невыгодно. Производство продуктов разделения воздуха на специальных предприятиях (кислородных станциях) осуществляется с помощью современного оборудования большой мощности. Оборудование кислородной станции может располагаться как в помещении, так и на открытых площадках.
В помещениях располагаются: турбодетандеры, насосы, фильтры, скрубберы, влагоотделители, холодильники, т.а., испарители жидкого кислорода, лаборатории КИПиА, пульты управления. Блоки разделения воздуха, включающие ректификационную колонну, могут монтироваться как в помещении, так и вне его.
При наружном расположении блоков разделения воздуха снижается объём здания завода на 60-70%, уменьшаются затраты на строительные работы, сроки строительства и монтажа, сроки подачи теплоты на отопление и вентиляцию. Недостатком наружного расположения блоков явл-ся: увеличение расхода металла на сооружение защитного кожуха.
8. Схема установки однократной ректификации воздуха
При разделении в-ха часть процесса ожижения, протекающего в ОЖ и дросселе (штрих линия) осущ-ся совместно с процессом ректификации (разделения). Сжатый воздух после ТА (т3') поступает на дросселирование через змеевик, расположенный в испарителе ректф колонны (РК). В змеевике сжатый воздух дополнительно охлаждается и ожижается, тк т-ра его кипения выше т-ры в испарителе, где давление над ж-ю лишь немного превышает атмосферное. Полученный ж-ий воздух (т3) дросселируется до давление в колонне (т4) и в качестве разделяемой смеси и флегмы подаётся на верх тарелку колонны. Т.о. змеевик служит как бы продолжение ТА. Теплота испарения передаётся жидкости в нижней части колонны от воздуха, который за счёт этого ожижается. Испаритель играет и роль конденсатора для флегмы. При сравнении с схемой 2хкратной ректификации видно, что в установке использована только нижняя часть (отгонная) колонны. Эта отгонная часть располагается под уровнем питания. Верхняя (концентрационная) часть необходимая для получения технически чистого легкокипящего вещества N2 отсутствует. Поэтому из колонны в т6 отводится не чистый N2, а пар, равновесный ж-му воздуху в т4. Тк полное равновесие не достигается, то практически, пар отходящий из колонны содержит 10-12% О2. Пары загрязнённого азота отводят через ТА противотоком по отношению к поступающему воздуху, аналогично тому, как отводят пары из ОЖ при ожижении воздуха, который мб отведён либо в жидком состоянии т5' либо в газообразном т6'. В 1м случае колонна играет роль и отделителя жидкости. В колонне однократной ректификации м получить до 2/3 О2 от кол-ва, содержащегося в воздухе, тк 1/3 теряется с N2. Если О2 отводят в газообразном состоянии пропуская через ТА, то ж-ть из с-мы не выводится, и следовательно в колонну необходимо подавать только то количество, которое компенсировало бы потери от испарения в рез-те теплопритока из окр среды и от разности т-р в т 2, 9 и 8. Поэтому при получении газообразного О2 не требуется такой затраты энергии, как при получении ж-ти, что позволяет снизить рабочее давление сжатого воздуха. Следовательно, при получении газообразного О2 процесс ожижения играет вспомогательную роль, обеспечивая необходимую разность температур испарителя и конденсатора, и компенсируя потери ж-ти от разности температур на тёплом конце ТА и притока теплоты через изоляцию. Чем меньше эти потери, тем ниже затраты энергии на их компенсацию. Только в пусковой период необх выработка ж-ти в бОльшем количестве, чтобы заполнить испаритель и тарелки колонны. На рисунке: ОЖ – отделитель жидкости, ТА (II) – теплообменный аппарат, у ОЖ стрелочка вниз – т5.