- •Агапитов е.Б.
- •§2. Общий принцип охлаждения.
- •§3. Классификация трансформаторов теплоты.
- •§4. Тепловые трансформаторы с циклическими процессами.
- •§5. Применение каскадных и регенеративных циклов.
- •§6. Эксергетический метод анализа процесса трансформации тепла
- •§7. Работа идеального парожидкостного теплового трансформатора. Основные термодинамические характеристики.
- •§8. Хладоагенты, криоагенты и их свойства.
- •§9. Процесс дросселирования.
- •§10. Идеальный процесс охлаждения, ожижения и замораживания газа.
- •§11. Ожижители с дроссельной системой
- •§ 12. Недорекуперация. Изотермический дроссель-эффект. Энергетический баланс криоблока.
- •§13. Ожижительные циклы Гейландта, Клода, Капицы.
- •§14. Цикл Гейландта. Т-s – диаграмма.
- •§15. Цикл Капицы. Т-s-диаграмма.
- •§16. Термодинамические основы процесса разделения бинарной смеси.
- •§17. Фазовый переход бинарный смеси в т-X-y-диаграмме.
- •§18. Простая перегонка.
- •§19. Воздух и продукты его разделения.
- •§20. Классификация перспективы развития вру.
- •§21. Процесс дефлегмации.
- •§22. Процесс ректификации.
- •§23. Регулировка производительности вру.
- •§24. Резервирование газообразного кислорода под давлением и дополнительно жидкого кислорода.
- •§25. Схема весов.
- •§26. Получение инертных газов из воздуха
- •§27. Абсорбционные термотрансформаторы
- •§29. Схема идеального абсорбционного
- •§30. Схема идеальной абсорбционной теплонасосной установки (расщепительная схема)
- •§31. Схема реальной одноступенчатой абсорбционной холодильной установки
- •§32. Бромисто-литиевая холодильная установка
- •§33. Абсорбционная установка периодического действия
- •4. Классификация вру. Воздухоразделительные установки низкого давления
§18. Простая перегонка.
Здесь жидкость в сосуд дополнительно не подводится, а пар из сосуда непрерывно отводится. Рассмотрим процесс перегонки для жидкого воздуха для давления 0,1МПа.
В таком процессе в паровой фазе можно получить приблизительно чистый легколетучий компонент. Но процесс малопроизводителен, масса этого компонента мала. В чистом виде этот процесс в установках разделения не применяется.
§19. Воздух и продукты его разделения.
Состав воздуха зависит от географической широты, места забора воздуха. Воздух делится на следующие компоненты:
-
%
Тs
N2
78,09
77,36
O2
20,95
90,19
Ar
0,93
87,29
CO2
0,03
194,6
Ne
0,18·10-2
27,11
CH4
1,5·10-4
111,7
Kr
1,14·10-4
119,8
Xe
0,08·10-4
165,05
Кроме этого O3,Rn,H2,He4
Содержание влаги зависит от температуры и от относительной влажности, которая определяется как масса водяных паров к массе паров, которая насыщает воздух при данной температуре. Чем выше температура, тем воздух влажнее. Основными продуктами разделения являются:
- технологический O2, O2=99,2 – 99,7%
- технический O2 , O2= 92- 98%
- N2, три вида с концентрацией 99- 99,996%
- Ar с различным содержанием N2 и O2 в нем 82 – 99,993%
- первичный Kr – Xe концентрат с объемной долей 0,5%
- Ne – He смесь с объемной долей до 60%
В последнее время растет спрос на N2 особой чистоты и Ar. Основные продукты разделения воздуха находятся в газообразном состоянии при небольшом избыточном давлении 0,105 – 0,12МПа. Также можно получать в сжатом газообразном состоянии с давлением до 20МПа. В жидком состоянии при небольшом избыточном давлении.
Чем больше задач выполняет воздухоразделительная установка, чем больше продуктов получается в процессе разделения, тем выше эффективность самой установки.
§20. Классификация перспективы развития вру.
ВРУ классифицируются по давлению:
- низкого
- среднего
- высокого.
В обозначении установки используются первые буквы продукта:
К – кислород технический
Кт – кислород технологический
Кж – кислород жидкий
А – азот
Аж – азот жидкий
Ад – азот под давлением
Ар – аргон газообразный
Арж – аргон жидкий.
Цифры характеризуют часовую производительность по основному продукту:
1000м3 – газообразные, 1000 кг – жидкие.
Если в обозначении установки стоит буква П - значит в установке есть пластинчатый, ребристый теплообменник.
ВРУ подразделяется по организации холодного цикла:
С объединенным технологическим и холодным циклом
ВРУ низкого давления 0,6 – 0,9 МПа, перерабатывают воздух 1500-360000 м3/ч. В основном в этих установках получают технологический, технический кислород, азот, жидкие продукты.
ВРУ среднего давления 5 - 7МПа (поршневые компрессоры) расход до 3000м3/ч. Здесь получают жидкие продукты и продукты высокого давления.
Установки среднего давления на базе центробежного компрессора с давлением 3-4 МПа и расходом 6000 м3/ч.
ВРУ с разъединенным технологическим и холодильным циклом.
ВРУ двух давлений:
- в цикле холодного образование 3-4 МПа
- в цикле разделения 0,6 МПа
2.2. ВРУ с внешним охлаждением (Повышенная экономичность).
Одна из крупнейших в мире установок КТ – 70 для производства технологического кислорода с производительностью 70000 м3/ч.
Современные ВРУ (после 1995г.) отличаются высокой экономичностью.
В мире потребляют технического кислорода 10 млрд.м3/год. Если снизить потребление на 0,1 кВт·м3 продукта, то экономия составит 1 млрд.кВт·ч. В последнее время развиваются установки для получения азота и аргона, например, перспективной является ВРУ с двухколонным ректификационным аппаратом и детандером на сбросном потоке от азота.