2 Цикл низкого давления с турбодетандером

возможность повыше­ния эффективности расширения газа в детандере заключается в использо­вании турбодетандеров вместо поршневых машин. Акад. П. Л. Капицей был создан одноступенчатый турбодетандер, обладающий при низких тем­пературах высоким коэффициентом полезного действия (г|_дет = 0,8).

Метод Капицы.

Цикл низкого давления.

Детандерные циклы основаны на расширение газов с совершением внешней работы.

Использование турбокомпрессора.

1-2-сжатие газа в турбокомпрессоре

2-3-охлаждение газа в холодильнике

3-4-политропа расширения в турбодетандере

3-5-сжижение газа в конденсаторе

5-6-дросселирование

6-4-1-нагревание до первоначального состояния

Достоинства:

1.упрощается установка

2.повышается холодопроводность

3.уменьшается расход электроэнергии

В цикле низкого давления газ сжимается в турбоком­прессоре / (по изотерме 1—2) приблизительно до 59-10* н1м^г (6 ат) (при сжижении воздуха), после чего охлаждается при том же давлении в регенераторе ///. На выходе из теплообменника поток газа делится на две части. Меньшая часть газа направляется в регенератор IV, где охла­ждается до более низкой температуры, при которой происходит сжижение газа (процесс охлаждения и сжижения изображается линией 3—3'—5). Сжиженный газ проходит через дроссель V, в котором расширяется до первоначального давления (линия 5—6).

Большая часть газа после регенератора /// поступает в турбодетан-дер VI, и расширяясь (линия 3—4), совершает внешнюю работу. Выходя­щий из турбодетандера охлажденный газ смешивается с той частью газа, которая после процесса дросселирования остается несжиженной (точка 4). Смесь газов проходит последовательно регенераторы IV и ///, где отни­мает тепло от сжатого в турбокомпрессоре газа и нагревается до первона­чальной температуры (изобара 4—1).

3 Способы защиты от коррозии.

Известно большое количество способов защиты металлических поверхностей от коррозионного воздействия среды. Наиболее распространенными являются следующие:

1. Гуммирование – защитное покрытие на основе резиновых смесей с последующей их вулканизацией. Покрытия обладают эластичностью, вибростойкостью, химической стойкостью, водо- и газонепроницаемостью. Для защиты химического оборудования применяют составы на основе натурального каучука и синтетического натрий-бутадиенового каучука, мягких резин, полуэбонитов, эбонитов и других материалов.

2. Торкретирование – защитное покрытие на основе торкрет-растворов, представляющих собой смесь песка, кремнефторида натрия и жидкого стекла. Механизированное пневмонанесение торкрет-растворов на поверхность металла позволяет получить механически прочный защитный слой, обладающий высокой химической стойкостью ко многим агрессивным средам.

3. Лакокрасочные покрытия – широко применяются для защиты металлов от коррозии, а неметаллических изделий – от гниения и увлажнения.

Представляют собой жидкие или пастообразные растворы смол (полимеров) в органических растворителях или растительные масла с добавлением к ним тонкодисперсных минеральных или органических пигментов, наполнителей и других специальных веществ. После нанесения на поверхность изделия образуют тонкую (до 100÷150 мкм) защитную пленку, обладающую ценными физико-химическими свойствами. Лакокрасочные покрытия для металлов обычно состоят из грунтовочного слоя, обладающего антикоррозионными свойствами и внешнего слоя – эмалевой краски, препятствующей проникновению влаги и агрессивных ионов к поверхности металла. С целью обеспечения хорошего сцепления (адгезии) покрытия с поверхностью ее тщательно обезжиривают и создают определенную шероховатость, например, гидро- или дробе- и пескоструйной обработкой.

4. Лакокрасочные покрытия термостойкие – покрытия способные выдерживать температуру более 100 °С в течение определенного времени без заметного ухудшения физико-механических и антикоррозионных свойств. В зависимости от природы пленкообразующего компонента различают следующие виды лакокрасочных покрытий термостойких:

− этилцеллюлозные – при 100 °С;

− алкидные на высыхающих маслах – при 120−150 °С;

− фенольно-масляные, полиакриловые, полистирольные – при 200 °С;

− эпоксидные – при 230÷250 °С;

− поливинилбутиральные – при 250−280 °С;

− полисилоксановые, в зависимости от типа смолы – при 350−550 °С, и

др.

5. Латексные покрытия – на основе водных коллоидных дисперсий каучукоподобных полимеров, предназначенных для создания бесшовного, непроницаемого подслоя под футеровку штучными кислотоупорными изделиями или другими футеровочными материалами. Латексные покрытия обладают хорошей адгезией со многими материалами, в том числе и с металлами.

Они применяются в производствах фосфорной, плавиковой, кремнефтористо-водородной кислот, растворов фторсодержащих солей при температуре не более 100 °С.

6. Футерование химического оборудования термопластами. Защитное действие полимерных покрытий и футеровок в общем случае определяется их химической стойкостью в конкретной агрессивной среде, степенью непроницаемости (барьерная защита), адгезионной прочностью соединения с подложкой, стойкостью к растрескиванию и отслоению, зависящей от внутренних механических свойств полимера и подложки, неравновесностью процессов формирования защитных слоев и соединений.

Наибольшее распространение при футеровании химического оборудования получили листы и пленки из полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП), поли-тетрафторэтилена (ПТФЭ), поливинилхлорида (ПВХ), пентапласта (ПТ) и других композиционных материалов. Для повышения физико-механических и защитных свойств, износостойкости листовые футеровочные материалы наполняют минеральными наполнителями (сажа, графит, сернокислотная об-работка, ионная бомбардировка и др.). Для повышения адгезионной активности по отношению к клеям листовые материалы дублируют различными тканями.

Правильно выбранный способ антикоррозионной защиты позволит обеспечить максимальную долговечность защиты химического оборудования в конкретных условиях его эксплуатации.

7. Снижение содержания углерода, вследствие чего уменьшается карбидообразование по границам зерен. Менее чувствительные стали с содержанием углерода менее 0,3 %.

8. Применение закалки в воду с высоких температур. При этом карбиды хрома по границам зерен переходят в твердый раствор.

9. Применение стабилизирующего отжига при 750-900 °С, при этом происходит выравнивание концентрации хрома по зерну и по границам зерен.

10. Легирование сталей стабилизирующими карбидообразующими элементами – титаном, ниобием, танталом. Вместо карбидов хрома углерод связывается в карбиды титана, тантала, ниобия, а концентрация хрома в твердом растворе остается постоянной.

11. Создание двухслойных сталей – аустенитно-ферритных. Точечная и язвенная коррозия нержавеющих сталей часто встречается при эксплуатации изделий в морской воде. Это связано с адсорбцией хлор-ионов на некоторых участках поверхности стали, вследствие чего происходит локализация коррозии. Легирование молибденом резко увеличивает сопротивляемость металла действию хлор-ионов.