2

Лекция 1. Введение. Основные технические достижения при создании ВРУ. Применение продуктов разделения воздуха.

Введение

Курс … содержит … (из программы … должен знать, уметь и т.п.)

Воздух – природная смесь газов, является источником многих необходимых для развития человечества чистых газов.

Усредненный состав сухого атмосферного воздуха у поверхности Земли

Компонент	Объёмная доля компонента в воздухе, %	Температура кипения, К
Гелий 4He	5,24∙10–4	4,22
Водород Н2	0,5∙10–4	20,39
Неон Ne	0,18∙10–2	27,11
Азот N2	78,09	77,36
Аргон Аr	0,93	87,29
Кислород О2	20,95	90,19
Метан СН4	1,5∙10–4	111,70
Криптон Kr	1,14∙10–4	119,80
Озон O3	1∙10–6	161,25
Ксенон Хе	0,08∙10–4	165,05
Закись азота	0,5∙10–4	184,60
Двуокись углерода СО2	0,03	194,60
Радон Rn	6∙10–18	211,35
Ацетилен и др. высококипящие углероды	2,03∙10–4

Основные технические достижения при создании вру

Классификация вру

По продуктам:

Обозначения установок составляют из первых букв названий продуктов: К – кислород технический; Кт кислород технологический; Кж – кислород жидкий; А – азот; Аж – азот жидкий; Ад – азот под давлением; Ар – аргон газообразный; Арж – аргон жидкий.

По рабочему давлению:

ВРУ низкого давления – 0,6–0,9 МПа; ВРУ среднего давления – 5–7 МПа;

ВРУ двух давлений – 0,6 МПа в цикле разделения, 3–4 МПа в цикле холодообразования

По фазовому состоянию:

Основные продукты разделения воздуха получают в газообразном состоянии при небольшом давлении (0,105–0,12 МПа), в сжатом газообразном состоянии при давлении 0,2–20 МПа (и даже до 40 МПа) и в жидком состоянии при давлении 0,105–0,5 МПа. В жидких продуктах, как правило, объемная доля основного компонента превышает 99,5 %.

По типу холодильного цикла:

ВРУ с объединенными технологическим и холодильным циклами и с раздельными циклами.

По производительности:

Цифра в обозначении установки соответствует уровню часовой производительности по основному продукту в тысячах кубических метров для газообразных продуктов или в тысячах килограммов для жидких продуктов, например: 35 – 35 000 м³/ч; 6 – 6000 кг/ч. Буква П после цифры в обозначении некоторых установок означает, что они выполнены на пластинчато-ребристых теплообменниках (ПРТ). Для многопродуктовых ВРУ нового поколения приняты обозначения с двойным цифровым индексом, например, обозначение АКАр-13/6 соответствует ВРУ для получения азота (13 000 м³/ч), кислорода (6000 м³/ч) и аргона.

Технологические параметры вру большой производительности

Установка	Перерабатываемый воздух		Производительность ВРУ, м3/ч (по газообразному продукту) или кг/ч (по жидкому продукту)
	Расход, м3/ч	Давление, МПа	Кислород (О2)				Азот (N2)		Ar жидкий (га­зообразный высокого давления)	Kr–Xe концентрат	Ne–He смесь
			Технологический, газообразный	Технический, парообразный	Технический, жидкий	Технический, высокого давл.	Газообразный	Жидкий		(в пересчете на чистую смесь этих газов)
Кт-70	350000	0,625	66000	–	5050	–	–	50	–	0,26	3,82
КтА-35	180000	0,61	34500	–	1500	–	22 000	1900	–	–	–
КтК-35	180000	0,61–0,62	24200	11000	670	300	–	50	–	0,143	1,5
КА-32	180000	0,64–0,65	–	30000	1130	–	22 000	730	–	–	–
КАр-30	180000	0,64–0,66	–	30000	(200)	300	–	(200)	580	0,15	1,6
КААр-32	180000	0,61	–	30425	1350	–	35 530	–	166 (500)	–	–
КА-15	85000	0,62	–	13500	(700)	(700)	16 000	(700)	–	–	–
КААр-15	85000	0,63	–	15500	–	–	16 000	–	300	–	–
АКт-30	85000	0,61–0,62	16500	–	–	–	30 000	600	–	–	–
КА-5	31500	0,60	–	5300	–	150	15 000	600	–	–	0,882
АКАр-6	32000	0,61	–	5200	–	–	6 000	–	140	–	–
АК-15П	31500	0,615	–	5800	–	150	15 000	–	–	–	–
АКАр-13/6	32000	0,66	–	5300	–	–	13 000	–	(160)	–	–
АК-7П	14400	0,61	–	2100	–	100	7 000	–	–	–	–
ААж-6	14400	0,88	–	–	–	160	5 000	116	–	–	–
А-8	24000	0,62	–	–	(120)	100	8 500	(120)	–	–	–
КжАжАрж-6	22200	3,2	–	–	6000	–	13 200	1670	290	–	–
Аж-5	14400	0,88	–	–	–	–	–	5100	–	–	–

1. В скобках указана производительность во взаимоисключающих режимах (или–или).

2. Значения расхода и объемной производительности приведены к нормальным условиям (температура 293 К, давление 0,1013 МПа).