Контрольные вопросы

1. Каково назначение и основные параметры воздухоразделительной установки АЖА – 0,04?

2. Для чего предназначен блок комплексной очистки воздуха цеолитами? Какие примеси из воздуха и насколько хорошо он удаляет?

3. Назовите другие способы очистки воздуха?

4. Назовите основные аппараты, входящие в состав блока комплексной очистки и поясните принцип их работы?

5. Для чего установка АЖА – 0,04 комплектуется блоком предварительного фреонового охлаждения? Может ли она функционировать без него?

Лабораторная работа №2 Изучение блока разделения воздуха установки

АЖА – 0.04

Цель работы: Изучение принципа действия и правил эксплуатации блока разделения воздуха с колонной однократной ректификации.

Содержание работы: Во время лабораторной работы студенты в производственном помещение азотного отделения криогенной лаборатории ВГТУ изучают устройство и принцип действия отдельных узлов блока разделения воздуха, их назначение и основные правила безопасной и эффективной эксплуатации, осуществляют некоторые операции по эксплуатации блока под надзором преподавателя и представителя производства.

Назначение блока разделения: Блок разделения служит для получения из атмосферного воздуха жидкого или газообразного азота методом глубокого охлаждения. Воздух представляет собой смесь газов, состоящую из азота (78.03 об.%), кислорода (20.93 об.%), аргона, углекислого газа, водяных паров и некоторого количества инертных газов. Кроме того, атмосферный воздух для блоков раз­деления с цеолитовыми блоками очистки должен соответствовать следующим требованиям по предельному содержанию взрывоопасных примесей:

- ацетилена - 1,1 см³ /м³;

- высшие ацетиленовые углеводороды - 0,5 см³/м³;

- предельные и непредельные углеводороды в сумме С₅-C₆ - 2,0 см³/м³;

- предельные и непредельные углеводороды (кроме пропана) в сумме С₃-С₄- 0,3 см³/м³;

- углеводороды: этан, этилен, пропан - 10 см³ /м³;

- сероуглерод - 0,03 мг/м³;

- окислы азота - 1,25 мг/м³;

Основные составляющие воздуха – азот и кислород. Разница в их температурах кипения используется для разделения жидкого воздуха.

Основные свойства азота и кислорода

Азот - N₂. Бесцветный газ, без запаха, незначительно легче воздуха при 0°C и P = 760 мм рт. ст. - плотность 1,251 кг/м³, химически инертен. При охлаждении под атмосферным давлением до -195.8 C азот сжижается.

Жидкий азот - прозрачная, бесцветная, легкоподвижная жидкость быстроиспаряющаяся при комнатной температуре. При температуре -210 °C азот затвердевает.

Азот газообразный технический должен соответствовать сле­дующим требованиям:

- объемная доля - не менее 99,95 % N₂;

- массовая концентрация влаги не более 0,2 мг/л.

Жидкий азот при попадании на тело вызывает сильное обмо­раживание. Газообразный азот при вдыхании оказывает вредное действие на организм, уменьшая парциальное давление кислорода, вызывает удушье.

Кислород – О₂. Бесцветный газ, без запаха, тяжелее воздуха (при 0°C и нормальном давлении P = 760 мм рт. ст., плотность 1,429 кг/м³). При охлаждении под атмосферным давлением до температуры -182.95°C, кислород сжижается.

Жидкий кислород - прозрачная, голубоватая, легкоподвижная, быстроиспаряющаяся при комнатной температуре жидкость.

Все реакции горения и окисления в атмосфере кислорода происходят значительней быстрее и энергичнее, чем в воздухе. Длительное пребывание в атмосфере с повышенным содержанием кислорода может вызвать сильное нервное расстройство. Попадание жидкого кис­лорода на кожу вызывает сильное обмораживание. Горючие газы (ацетилен, водород, метан и др.) с кислородом образуют взрывча­тые смеси. Различные жиры и масла при соприкосновении с кислородом способны самовоспламеняться, а при определенных условиях - взрываться.

Блок разделения установки АЖА – 0.04 работает по циклу высокого давления с детандером, по схеме однократной ректификации. Низкая температура, необходимая для ожижения воздуха, достигается дросселированием воздуха и расширением его в поршневом детеандере. Блок разделения работает в режиме газообразного или жидкого азота с чистотой не менее 99.99 %.