43. Методы разделения воздуха.
Разделение воздуха производится с целью выделения из атмосферы кислорода, азота и благородных газов.
3 метода: адсорбционный, диффузионный, криогенный.
При использование любого метода разделения воздуха, прежде чем разделить воздух его следует очистить так как в атмосферном воздухе возможно содержание углеводородов, которые при определенной температуре затвердевают и образуют с жидким кислородом взрывоопасные смеси. Кроме того в воздухе практически всегда некоторое количество воды и пыли и СО2.
Адсорбционный: основан на избирательной адсорбции молекул различных газов. В воздухоразделительном устройстве адсорбция О2 при температуре окружающей среды применяется специальные угли. Преимущественное поглощение О2 происходит из-за большой скорости его проникновения в поры угля. Диаметр поры угля соизмерим с диаметром молекул О2 (d=10-10 м).
Диффузионный: заключается в разделении компонентов воздуха благодаря различным коэффициентов их газопроницаемости. Воздух пропускается через специальные мембраны, движущая сила этого процесса- это разность давления по обе стороны мембраны. Современная мембрана представляет собой полое волокно на внешней поверхности которого нанесен специальный газоразделительный слой толщиной 0,1 мкм. Диффузионный метод применяется в тех случаях когда требуются относительно небольшие объемы продукты разделения воздуха.
Криогенный: основан на том что температура кипения различных газов атмосферы отличается друг от друга. Азот=77,4 К; аргон=87,3 К; кислород=90,3 К; Криогенный метод осуществляется при криогенной температуре (ниже -150 оС), путем ретификации.
Метод промышленного разделения воздуха основании на его ожижении с последующей низкотемпературной ретификацией. В результате процесса верхней части отбирается газообразный и жидки азот, а из нижней О2.
44. Особенности криогенного метода разделения воздуха.
Криогенный: основан на том что температура кипения различных газов атмосферы отличается друг от друга. Азот=77,4 К; аргон=87,3 К; кислород=90,3 К; Криогенный метод осуществляется при криогенной температуре (ниже -150 оС), путем ретификации.
Метод промышленного разделения воздуха основании на его ожижении с последующей низкотемпературной ретификацией. В результате процесса верхней части отбирается газообразный и жидки азот, а из нижней О2.
53. Экзотермические генераторы.
Аппараты, в которых ведётся приготовление защитных и контролируемых атмосфер, называются генераторами. Для приготовления экзотермического газа служат экзогенераторы.
Экзогаз имеет формулу: Н2 + Н2О + СО + СО2 + N2. Получение экзогаза основано на сжигании углеводородного топлива с коэффициентом избытка воздуха α = 0,6 – 0,98. В зависимости от этого коэффциента получаемые газы могут иметь различный компонентный состав. При сжигании топлива с α = 0,6 – 0,7 в топку добавляют катализатор. В качестве катализатора используют оксид алюминия (усилитель), на который нанесён оксид никеля (катализатор). Выходящие из топки дымовые газы охлаждаются и проходят очистку от Н2О и СО2.
Принципиальная схема для приготовления экзогаза:
1 – газодувка; 2 – регулятор соотношения газ/воздух; 3 – смеситель газа и воздуха; 4 – блок очистки газа; 5 – фильтр для очистки воздуха; 6 – расходомер газа; 7 – ; 8 – реторта; 9 – холодильник; 10 – расходомер газа.