Охолоджування розсолу системи "Фригатор" (мал.14)

Генератор – з бетону, цеглини або металу. Знизу розташовані ґрати, на які насипають роздроблений лід, зверху – перфорована труба.

К

Мал. 14. Схема фригаторного охолодження

онцентратор – (бак з сіллю) служить для відновлення концентрації розсолу.

Температура льодосоляної суміші залежить від кількості розсолу, що проходить через концентратор.

Фригаторна безнасосна система циркуляції інж. Клейменова І.А. застосовувалася на залізничних рефрижераторних вагонах.

Розділ 3. Виробництво сухого льоду і рідкої вуглекислоти

3.1. Властивості діоксиду вуглецю; області застосування.

СО₂ має назви: діоксид вуглецю (двоокис вуглецю), вугільний ангідрид.

Назва "сухий лід" привласнене в техніку СО₂ в твердому стані, основна властивість якого полягає в тому, що він здатний сублімувати при атмосферному тиску, тобто переходити з твердого стану в газ минувши рідку фазу.

Рідку фазу СО₂ називають вуглекислотою.

Властивості сухого льоду:

 = (1,3...1,6) кг/дм³;

r = 573 кДж/кг при температурі –78,9С (у середовищі СО₂).

Q₀ = 646 кДж/кг (віднесене до 0С)  1,9 разу більше льоду Н₂О.

У суміші з ефіром або при обдуві температуру сухого льоду можна понизити до –100С і нижче.

Мал. 15. Діаграма фазових станів СО₂

[Пояснити діаграму]

3.2. Отримання со2

Джерела сировини для отримання СО₂:

1. Димові гази (зміст (10...18)% СО₂);

2. Гази спиртного і метанового бродіння (містять майже 100% СО₂)

3. Експанзерні гази при виробництві аміаку (містять близько 88% СО₂)

4. Гази, що утворюються при випаленні карбонатів СаСО₃, MgCO₃ при отриманні нелюсованого вапна, цементу, магнезії (містять  40% СО₂).

5. Вуглекислота природних джерел (100% СО₂) та ін.

При виборі джерела сировини для отримання СО₂ слід враховувати:

• домішки в газі % СО₂, витрата палива і т.п.;

• вартість апаратури, будівельні витрати;

• вартість води і електроенергії;

• відстань до пунктів споживання СО₂.

[Пояснити, чому для отримання СО₂ широко використовують димові гази].

Основні стадії процесу виробництва СО₂ при використанні димових газів:

1. Спалювання палива з метою отримання димових газів і пари.

2. Охолоджування димових газів, очищення їх від механічних домішок і сульфідних з'єднань.

3. Поглинання (абсорбція) СО₂ з димових газів.

4. Виділення (десорбція) СО₂ з насиченого розчину абсорбенту.

5. Охолоджування, попереднє осушення і очищення СО₂.

6. Стиснення, очищення, осушення і зріджування СО₂.

7. Перетворення рідкого СО₂ в твердий стан.

Процеси 1…5 відбуваються в так званій "газовій частині" заводу.

Процеси 3 і 4 ґрунтуються на здатності деяких речовин поглинати СО₂ з газових сумішей за певних умов, а потім виділяти СО₂ з розчину при зміні цих умов.

Раніше для цих цілей застосовували поташ (КСО₃).

У сучасних установках застосовують моноетаноламін (МЕА):

або NH₂(CH₂CH₂OH).

Технічний МЕА є прозорою, в'язкою, маслянисту, злегка жовтувату рідину з температурою кипіння 170С при 760 мм рт. стовпа.

_{при 20С} = 1,02 кг/л.

МЕА одержують взаємодією NH₃ у водному розчині з окислом етилену. В результаті виходить суміш з трьох амінів (МЕА, ДЕА і ТЕА). З суміші МЕА виділяють сублімацією під вакуумом, причому у кубі залишається ТЕА з домішкою ДЕА.

МЕА легко окислюється киснем і полімеризується, стаючи при цьому непридатним.

МЕА є сильнішим лугом, ніж NH₃, тому дуже сильно діє на кольорові метали і сплави (мідь, бронзу, латунь, олово, свинець). Застосовується МЕА у вигляді водних розчинів різної концентрації.

Мал. 16. Схема отримання СО₂ з димових газів.[Пояснити роботу схеми]:

1 – паровий котел; 2 – димар; 3 – холодний скрубер (скрубер – башта з насадкою); 4 попїлоуловник;

5 – ексгаустер (димотяг високого тиску); 6 – содовий скрубер; 7 – теплий скрубер; 8 – насос для перекачування содового розчину; 9 – абсорбер (Н  25м); 10 – водяний охолоджувач розчину МЕА;

11 – насос для перекачування МЕА; 12 – теплообмінник МЕА; 13 – десорбер (Н  25м); 14 – охолоджувач газу СО₂; 15 – газгольдер (місткість для газу); 16 – промивна колона з KMnO₄;

17 – відцентровий вологовіддільник (або два осушувачі газу, що перемикаються).