- •Тема 28. Технические процессы разделения воздуха (резерв)
- •Тема 29. Разделение воздуха методом низкотемпературной
- •29.1. Однократная ректификация
- •29.2. Двукратная ректификация
- •Тема 30. Схемы и конструкции кислородных установок
- •30.1. Установки высокого давления
- •30.2. Установки среднего давления
- •30.3. Установки низкого давления
Тема 30. Схемы и конструкции кислородных установок
Кислородные установки различают по производительности, типу холодильного процесса и составу получаемых продуктов.
По производительности имеются три группы установок:
Малой производительности (30-250 м3/ч О2).
Применяют холодильный процесс высокого давления и среднего давления с поршневым детандером. Служат для получения О2 высокой концентрации (99,2-99,5% О2).
Средней производительности (250-3600 м3/ч О2).
Применяют цикл с двумя давлениями воздуха, иногда – только с низким давлением. Используют как для получения О2 высокой концентрации, так и содержащего 95-98% О2, применяемого для интенсификации технологических процессов.
Большой производительности (от 3600 м3/ч О2).
Применяют цикл с низким давлением. Вырабатывают как кислород высокой концентрации, так и 95-98% О2 для технологического использования.
Для случаев, когда требуется просто обогащенный кислородом воздух, его получают смешением воздуха с О2, имеющим концентрацию не менее 90% - это экономически целесообразно.
Условные обозначения, используемые для индексации установок:
К – кислород технический газообразный;
КТ – кислород технологический газообразный;
Ар – аргон газообразный;
А – азот газообразный;
Кж и Аж – кислород и азот жидкие.
Основной продукт, получаемый на установке, ставится в индексе на первое место.
Цифры показывают округленное количество основного продукта в тыс. м3/ч для газообразного и в тыс.кг/ч для жидкого продукта.
Для установок на основе базовых моделей КТ-5, КТ-12 и КТ-35 в числовом индексе указывается суммарное количество технического и технологического кислорода.
30.1. Установки высокого давления
В таких установках используют циклы Линде и Клода. Основное требование – простота схемы и обслуживания. Энергетические показатели имеют второстепенное значение.
К группе малых установок относятся выпускаемые в настоящее время К-0,04, а также снятые с производства, но эксплуатируемые на заводах С-30, КГ-30, КГН-30, КГ-130, УКГС-100, УКГС-780.
В старых индексах цифры в конце обозначения указывают количество выпускаемого кислорода или азота в м3/ч, АГ – газообразный, Н - насос, С – среднее давление.
В тех случаях, когда одновременно с кислородом требуется азот с содержанием 99,9-99,95% N2, используемый в качестве нейтрального газа, применяют установку, работающую по циклу высокого давления с дросселированием КГ-30 (АКГ 115/18). Расход энергии 0,4-0,5 кВтч/м3 (N2+О2). Схема такой установки соответствует схеме двукратной ректификации (см. рис.29.3.).
Для получения на выходе из установки сухого сжатого кислорода применяют установку с дросселированием и насосом для жидкого кислорода (рис.30.1.).
Кислород отбирают из кармана 8, расположенного под нижней тарелкой верхней колонны. Перед поступлением в насос кислород переохлаждают отходящим азотом в переохладителе 6, что исключает возможность вскипания жидкого кислорода при всасывании в цилиндр насоса 7.
Испарение жидкого кислорода происходит в теплообменнике 1 за счет теплоты поступающего сжатого воздуха.
В этом случае отпадает необходимость в газгольдере, кислородном компрессоре и осушке кислорода. Кроме того, применение насоса исключает загрязнение кислорода, происходящее в кислородном компрессоре вследствие подсосов воздуха.
По такому принципу работают установки К-0,04 (КГН-30) и К-0,04 (КГН-30Т) – 35 м3/ч О2. Расход энергии 1,8-2,5 кВтч/м3 О2.