Теплообменник детандерного воздуха № IV
Теплообменник (рис. 2.3) предназначен для охлаждения отбросным газом воздуха, поступающего в блок разделения после детандера с температуры -120°C до температуры -170°C. При этой температуре и давлении 6 атм воздух представляет собой насыщенный пар. Теплообменник состоит из 7 медных трубок 10×1.5. Диаметр теплообменника - 134 мм.
Рис. 2.3. Теплообменник детандерного воздуха
Рабочее давление:
- в воздушных трубках - 6 атм;
- в межтрубном пространстве - до 0.7 атм;
Переохладитель жидкого азота № III
Переохладитель (рис. 2.4) служит для переохлаждения отбросным газом жидкого азота с температуры -180°C до температуры -188° при отборе к насосу на газовом режиме. Такое переохлаждение необходимо для обеспечения нормальной работы насоса. Переохладитель состоит из 3 медных трубок 8×1 мм намотанных на сердечник и заключенных в общую обечайку. Диаметр переохладителя 140 мм.
Рабочее давление:
- в воздушных трубках - 6 атм;
- в межтрубном пространстве - до 0.7 атм;
Рис. 2.4. Переохладитель жидкого азота
2. Узел ректификации Ректификационная колонна № I
Колонна (рис. 2.5) предназначена для разделения жидкого воздуха на жидкий азот и отбросной газ. Представляет собой аппарат, состоящий из трех частей.
Средняя часть - трубчатый корпус, собранный из обечаек заполненных ситчатыми тарелками.
Рис. 2.5. Ректификационная колонна
Нижняя, расширенная часть – испаритель, представляет собой латунный цилиндрический сосуд, в котором находится змеевик, навитый из медных трубок 12×2 мм. Во время работы блока разделения в испарителе находится жидкий воздух обогащенный кислородом до 22 – 25 %. По трубкам змеевика проходит воздух высокого давления, который охлаждается жидким воздухом, частично его испаряя. Образующиеся пары поднимаются вверх по колонне через отверстия в тарелках. Навстречу парам сверху стекает флегма, одна часть которой поступает из вентиля Р-1, а другая образуется при конденсации паров в трубном пространстве конденсатора. В результате тепломассообмена пара и флегмы, пар обогащается азотом, а жидкость – кислородом. Причем чем выше сечение колонны, тем пар богаче азотом и наоборот.
В верхней части колонны расположен конденсатор, служащий для образования жидкого азота. В межтрубном пространстве кипит обогащенный жидкий воздух, поступающий из испарителя через дроссельный вентиль Р-2. В трубках конденсатора конденсируется азот, часть которого идет на орошение колонны, часть попадает в карманы, откуда отбирается как продукт (в емкость или к насосу). Конденсатор имеет 625 медных трубок 8×0.5 мм и высоту между трубными решетками 200 мм. В верхней части конденсатора находится сепаратор, служащий для отделения капель жидкости от уходящего газа.
Давление в колонне до 6 атм. Давление в межтрубном пространстве конденсатора до 0.7 атм. Вокруг колонны находится емкость II для накопления жидкого азота, теплоизолированная аэрогелем.
3. Фильтры
Фильтр детандерного воздуха № VII
Фильтр (рис. 2.6) служит для очистки от масла воздуха, поступающего из детандера. Состоит из трех перфорированных стаканов, обтянутых фильтрующей тканью (перкаль и сукно). Стаканы вставлены один в другой и прикреплены к крышке фильтра. Общая фильтрующая поверхность 0.22 м2. При работе на жидкостном режиме фильтр необходимо заменять через 12 суток.
Рис. 2.6. Фильтр детандерного воздуха
Фильтр на линии жидкого азота № VIII
Фильтр (рис. 2.7) служит для улавливания инородных частиц перед клапаном насоса жидкого азота. Фильтрующим элементом является латунная сетка.
Рис. 2.7. Фильтр на линии жидкого азота
Фильтр на линии утечек жидкого азота в карманы конденсатора № IX
Фильтр (рис. 2.8) необходим для очистки от графитовой пыли утечек азота из насоса, возвращаемых в карманы конденсатора. Представляет собой латунный цилиндр со вставленным во внутрь стаканом из пористого металла
Все аппараты блока разделения размещены и закреплены в кожухе и засыпаны изоляцией – мипорой. Для выемки фильтра детандерного воздуха в кожухе предусмотрена специальная крышка. Вся арматура и щит управления с приборами для контроля расположены на кожухе. Для отогрева блока разделения имеется подогреватель воздуха, расположенный в блоке очистки, где воздух подогревается до температуры 70-80 °C и затем через коллектор отогрева поступает в блок разделения.
Рис. 2.8. Фильтр на линии утечек жидкого азота в карманы
конденсатора