4. Описание технологической схемы установки (рис.1)

Воздух, предварительно очищенный от механических примесей в фильтре 1,сжимается в четырехступенчатом комрессоре 3 до давления (18,0…20,0) МПа и направляется в предварительные теплообменник 7, в котором из воздуха выпадает влага. После этого воздух подается в блок очистки и осушки 4, где происходит поглощение углекислоты и влаги методом адсорбции с помощью цеолита NaX.Дальнейший характер протекающих процессор зависит от режима работа установки.

1-й режим – получение жидкого азота.

В этом случае после блока очистки и осушки воздух делится на два потска: большая часть (56%) направляется в поршневой детандер 5, а другая часть (44%) – 3 основной теплообменник 8, где охлаждается за счет отбросного потока. Затем эта часть охлаждается и ожижается в змеевике испарителя 2 колонны высокого давления 12 и дросселируется с помощью вентиля Р-1. Вторая часть воздуха расширяется в детандере до давления 0,6 МПа, дополнительно охлаждается в теплообменнике 9 и поступает в испаритель колонны 12.

В колонне 12 происходит ректификация воздуха, в результате которой в испарителе накапливается жидкий воздух, обогащенный кислородом до (25…30)%, а в верхней части колонны – чистый (99,9%) азот. Чистый азот частично конденсируется и используется в качестве флегмы колонны высокого давления 12. Оставшаяся часть паров азота отводится из колонны 12 под крышку конденсатора колонны низкого давления 14, где азот конденсируется.

Жидкий обогащенный кислородом воздух отбирается из испарителя 2 колонны 12 и разветвляется на два потока. Один из них с помощью дроссельного вентиля Р-2 направляется в межтрубное пространство конденсатора колонны 12,где используется как криоагент, а другой через вентиль Р-3 подается на тарелку 18 колонны 14. На тарелку 16 этой колонны падаются пары из межтрубного пространства конденсатора колонны 12.

В этом режиме колонна 14 выключена из работы и служит только для ожижения азота в конденсаторе. Кубовая жидкость, поступающая на тарелку18, в этом случае используется как криоагент для конденсации азота. Дроссельный вентиль Р-4 при этом закрыт. Жидкий азот выводится из конденсатора через вентиль Р-5 в сборник жидкого азота 13, откуда периодически сливается через вентиль 3-2 из блока разделения. Отбросной поток газа,выходящий из колонны 14, проходит последовательно через переохладитель жидких кислорода и азота 10, рубашку жидкостного насоса 6, детандерный, основной и предварительный теплообменники, затем выбрасывается в атмосферу. Частично отбросной поток поступает на регенерацию блока очистки и осушки 4.

2-й режим – получение газообразного азота.

В этом режиме детандер после пускового периода выключается и весь воздух высокого давления поступает через ожижитель 7, блок очистки и осушки 4, основной теплообменник 8 в змеевик испарителя 2, а затем через дроссельный вентиль Р-1 направляется в колонну 12.

Кубовая жидкость из испарителя 2 через дроссельный вентиль Р-2 подается в межтрубное пространство конденсатора 12, полностью заполняя его. Далее смесь пара и жидкости поступает на тарелку 16 колонны 14, выполняя роль криоагента для конденсации азота в конденсаторе колонны 14. Вентили Р-4 и Р-5 закрыты. Жидкий азот в этом случае не подается в сборник 13, а через вентиль 3-1 направляется в переохладитель 10 и далее в насос 6.

Жидкий азот с помощью насоса 6 при давлении 16 МПа подается в теплообменник 8 и 7, в которых превращается в пар и нагревается до температуры на 5⁰…7⁰ ниже температуры поступающего в блок воздуха высокого давления, после чего под давлением закачивается в баллоны наполнительной рампы 15.

3-й режим – получение газообразного кислорода.

При работе в режиме газообразного кислорода детандер также выключается после пуска. Часть жидкости из испарителя 2 через вентиль Р-3 подается на тарелку 18 колонны низкого давления 14. Другая часть через вентиль Р-2 подается в конденсатор колонны 12 и далее в колонну 14, где происходит окончательное разделение воздуха на азот и кислород. Жидкий азот из конденсатора колонны 14 подается через дроссельный вентиль Р-4 вверх на орошение колонны.

Технический жидкий кислород отбирается из кармана нижней тарелки колонны 14 и через вентиль 3-3 и переохладитель 10 подается насос, затем нагнетается насосом через теплообменники 8 и 7 в баллоны наполнительной рампы 15 до давления (15…16) МПа.