- •1. Направления, масштабы и перспективы использования органического топлива.
- •2.Классификация газообразных топлив виды топлива. Классификация топлива
- •Твёрдое топливо. Основные характеристики
- •Жидкое топливо. Основные характеристики
- •Газообразное топливо. Основные характеристики
- •Ядерное топливо. Классификация и применение
- •Условное топливо
- •Заключение
- •3. Производство природного газа (добыча)
- •4.Транспорт природного газа.
- •5.Защита газопроводов от коррозии
- •6. Назначение и устройство грс
- •Основные узлы грс
- •7. Газорегулирующие пункты и установки, назначение и устройство
- •8. Потребление и нормы расхода газа. Покрытие неравномерностей газопотребления.
- •Нормы потребления газа
- •Направление использования газа величина норматива
- •Покрытие - неравномерность - газопотребление
- •9.Составление топливного баланса промышленного предприятия. Энергетический баланс предприятия
- •10. Жидкое топливо. Физическое свойство мазута.
- •Основные свойства мазута.
- •11.Системы мазутоснабжения промышленных предприятий.
- •12.Основные направления использования воды на промышленных предприятиях. Использование воды в промышленности
- •13. Графики технического водопотребления. График - водопотребление
- •14. Основные физико-химические и бактериологические свойства воды.
- •Наиболее важны следующие свойства:
- •Структура воды с Alka-Mine
- •Структура воды с Alka-Mine
- •15. Обработка воды в системах производственного водоснабжения.
- •16.Элементы систем производственного водоснабжения. Основные элементы систем водоснабжения и их назначение
- •17.Охлаждающие устройства систем оборотного водоснабжения. Системы охлаждения и оборотного водоснабжения
- •С оборотными системами обычно связаны четыре проблемы:
- •18.Состав, параметры и физические свойства атмосферного воздуха. Поршневые и центробежные компрессоры.
- •Физические свойства воздуха
- •Поршневой компрессор
- •Центробежный компрессор
- •19. Характеристика нагнетателей.
- •20. Работа компрессоров в сети. Устойчивость работы компрессора.
- •Компрессорные станции типа пксд
- •Неустойчивая работа центробежного компрессора и меры борьбы с ней
- •21.Регулирование работы компрессоров.
- •22.Системы распределения сжатого воздуха. Прокладка воздухопроводов. Системы распределения воздуха
- •Система распределения воздуха Pro-Flo V™
- •Система распределения воздуха Pro-Flo X™
- •Система распределения воздуха Turbo-Flo™
- •Система распределения воздуха Uni-Flo™
- •23.Типы компрессорных станций промышленных предприятий.
- •Назначение и применение
- •Компрессоры типа мза20
- •24.Учет выработка сжатого воздуха и нормирование расхода электроэнергии на его производство.
- •1. Производство сжатого воздуха
- •2. Водоснабжение
- •3. Газоснабжение
- •4. Холодоснабжение
- •5. Производство продуктов разделения воздуха
- •25.Кислород и его роль в интенсификации многих технологических процессов химических, металлургических и других производств.
- •26.Использование в промышленности других продуктов разделение воздуха.
- •Криогенное разделение воздуха
- •Метод короткоцикловой адсорбции (кца).
- •Мембранная технология
- •Получение гелия
- •Получение углекислого газа
- •Получение водорода
- •Получение ацетилена
- •Получение пропана.
- •27.Методы получения промышленного кислорода и азота.
- •28.Воздухораспределительные установки для производства кислорода.
- •29.Машинное оборудование низкотемпературных установок (компрессоры, детандеры, насосы для жидких криогентов).
- •30.Техника безопасности в кислородном хозяйстве.
- •31. Хладагенты и реагенты применяемые в системах производства кислорода. Хладоносители. Применение хладагентов
- •Реагенты для обработки котловой воды
- •Реагенты для внутренней обработки котла
- •Редукторы кислорода
- •Нейтрализаторы конденсата
- •Реагенты комплексного действия
- •32.Классификация холодильных машин.
- •33.Воздушная компрессионная холодильная установка.
- •34.Парожидкостная компрессионная холодильная установка.
- •35.Многоступенчатая парожидкостная компрессионная холодильная установка.
- •36.Пароэжекторная холодильная установка.
- •37.Абсорбционная холодильная установка.
- •Принцип действия
- •38.Системы распределения воздуха.
- •Система вентиляции
- •Вентилятор обдува
- •Температурная смесительная заслонка
- •Органы управления заслонками системы распределения воздуха с вакуумным двигателем
- •39.Основные типы контролируемых атмосфер.
- •Получение - контролируемая атмосфера
- •40.Генераторы для приготовления контролируемых атмосфер.
- •41.Эндотермические генераторы.
- •43. Генераторы для приготовления богатого экзогаза методом католической конверсии.
- •44.Регулирование состава контролируемых атмосфер.
- •45.Системы производства защитных атмосфер. Производство газообразного диоксида углерода.
5. Производство продуктов разделения воздуха
Кислород и его роль в интенсификации многих технологических процессов химических, металлургических и других производств; внедрение прогрессивной технологии, снижение загрязнения воздуха и окружающей среды. Использование в промышленности других продуктов разделения воздуха. Характеристика промышленных потребителей по расходам, концентрации влажности и другим параметрам используемого кислорода и азота. Специфика режимов и графиков потребления. Определение потребности предприятия, его цехов и установок в кислороде и азоте.
Методы промышленного получения кислорода и азота. Роль отечественных ученых в развитии и создании воздухоразделительной техники.
Воздухоразделительные установки; используемые в них термодинамические процессы и холодильные циклы. Особенности низкотемпературного разделения воздуха на компоненты. Однократная и двукратная ректификация.
Современные воздухоразделительные установки; их классификация, технологические схемы, области применения, энергетические и экономические показатели, используемые материалы. Методы расчета технологических схем воздухоразделительных установок.
Промышленные станции производства продуктов разделения воздуха; выбор типа и количества установок на станции, режимов работы, методы аккумулирования продукции, способов резервирования установок.
Назначение, конструкции, режимы работы и основные элементы расчета оборудования разделительных станций.
Типовые компоновки воздухоразделительных станций. Энергетические и экономические показатели воздухоразделительных станций. Возможности снижения себестоимости при комплексном использовании всех продуктов разделения воздуха.
Требования охраны труда, противопожарной техники и гражданской обороны при проектировании и эксплуатации воздухоразделительных станций.
25.Кислород и его роль в интенсификации многих технологических процессов химических, металлургических и других производств.
Кислород (лат. Oxygenium), О, химический элемент VI группы периодической системы Менделеева; атомный номер 8, атомная масса 15,9994. При нормальных условиях Кислород газ без цвета, запаха и вкуса. Трудно назвать другой элемент, который играл бы на нашей планете такую важную роль, как Кислород.
Распространение Кислорода в природе. Кислород - самый распространенный химический элемент на Земле. Связанный Кислород составляет около 6/7 массы водной оболочки Земли - гидросферы (85,82% по массе), почти половину литосферы (47% по массе), и только в атмосфере, где Кислород находится в свободном состоянии, он занимает второе место (23,15% по массе) после азота. Изотопы, атом и молекула Кислорода. Кислород имеет три устойчивых изотопа: 16О, 17О и 18О, среднее содержание которых составляет соответственно 99,759%, 0,037% и 0,204% от общего числа атомов Кислорода на Земле. Резкое преобладание в смеси изотопов наиболее легкого из них 16О связано с тем, что ядро атома 16О состоит из 8 протонов и 8 нейтронов. А такие ядра, как следует из теории атомного ядра, обладают особой устойчивостью.
Физические свойства Кислорода. Кислород бесцветный газ, сгущающийся при -182,9°С и нормальном давлении в бледно-синюю жидкость, которая при -218,7°С затвердевает, образуя синие кристаллы. Плотность газообразного Кислорода (при 0°С и нормальном давлении) 1,42897 г/л. Критическая температура Кислорода довольно низка (Ткрит = -118,84°С), то есть ниже, чем у Cl2, СО2, SO2 и некоторых других газов; Ткрит = 4,97 Мн/м2 (49,71 ат). Теплопроводность (при 0°С) 23,86·10-3вт/(м·К). Молярная теплоемкость (при 0°С) в дж/(моль·К) Сp = 28,9, Сv = 20,5, Сp/Сv = 1,403. Диэлектрическая проницаемость газообразного Кислорода 1,000547 (0°С), жидкого 1,491. Вязкость 189 мпуаз (0°С). Кислород мало растворим в воде: при 20°С и 1 ат в 1 м3 воды растворяется 0,031 м3, а при 0°С - 0,049 м3 Кислорода. Хорошими твердыми поглотителями Кислорода являются платиновая чернь и активный древесный уголь.
Химические свойства Кислорода. Кислород образует химические соединения со всеми элементами, кроме легких инертных газов. Будучи наиболее активным (после фтора) неметаллом, Кислород взаимодействует с большинством элементов непосредственно; исключение составляют тяжелые инертные газы, галогены, золото и платина; их соединения с Кислородом получают косвенным путем. Почти все реакции Кислорода с других веществами - реакции окисления экзотермичны, то есть сопровождаются выделением энергии.
С водородом при обычных температурах Кислород реагирует крайне медленно, выше 550°С эта реакция идет со взрывом:
2Н2 + О2 = 2Н2О.
С серой, углеродом, азотом, фосфором Кислород взаимодействует при обычных условиях очень медленно. При повышении температуры скорость реакции возрастает и при некоторой, характерной для каждого элемента температуре воспламенения начинается горение. Реакция азота с Кислородом благодаря особой прочности молекулы N2 эндотермична и становится заметной лишь выше 1200°С или в электрическом разряде: N2 + О2 = 2NO. Кислород активно окисляет почти все металлы, особенно легко - щелочные и щелочноземельные. Активность взаимодействия металла с Кислородом зависит от многих факторов - состояния поверхности металла, степени измельчения, присутствия примесей.
В процессе взаимодействия вещества с Кислородом исключительно важна роль воды. Например, даже такой активный металл, как калий, с совершенно лишенным влаги Кислородом не реагирует, но воспламеняется в Кислороде при обычной температуре в присутствии даже ничтожных количеств паров воды. Подсчитано, что в результате коррозии ежегодно теряется до 10% всего производимого металла.
Оксиды некоторых металлов, присоединяя Кислород, образуют перекисные соединения, содержащие 2 или более связанных между собой атомов Кислорода. Так, пероксиды Na2O2 и ВаО2 включают пероксидный ион О22-, надпероксиды NaO2 и КО2 - ион О2-, а озониды NaO3, КО3, RbO3 и CsO3 - ион О3-. Кислород экзотермически взаимодействует со многими сложными веществами. Так, аммиак горит в Кислороде в отсутствии катализаторов, реакция идет по уравнению: 4NH3 + ЗО2 = 2N2 + 6H2O. Окисление аммиака кислородом в присутствии катализатора дает NO (этот процесс используют при получении азотной кислоты). Особое значение имеет горение углеводородов (природного газа, бензина, керосина) - важнейший источник тепла в быту и промышленности, например СН4 + 2О2 = CO2 + 2H2O. Взаимодействие углеводородов с Кислородом лежит в основе многих важнейших производственных процессов - такова, например, так называемая конверсия метана, проводимая для получения водорода: 2СН4 + О2 + 2Н2О = 2СО2 + 6Н2. Многие органические соединения (углеводороды с двойной или тройной связью, альдегиды, фенолы, а также скипидар, высыхающие масла и другие) энергично присоединяют Кислород. Окисление Кислородом питательных веществ в клетках служит источником энергии живых организмов.
Применение Кислорода. Технический Кислород используют в процессах газопламенной обработки металлов, в сварке, кислородной резке, поверхностной закалке, металлизации и других, а также в авиации, на подводных судах и прочее. Технологический Кислород применяют в химической промышленности при получении искусственного жидкого топлива, смазочных масел, азотной и серной кислот, метанола, аммиака и аммиачных удобрений, пероксидов металлов и других химических продуктов. Жидкий Кислород применяют при взрывных работах, в реактивных двигателях и в лабораторной практике в качестве хладагента.
Заключенный в баллоны чистый Кислород используют для дыхания на больших высотах, при космических полетах, при подводном плавании и других В медицине Кислород дают для вдыхания тяжело больным, применяют для приготовления кислородных, водяных и воздушных (в кислородных палатках) ванн, для внутримышечного введения и т. п.
Кислород в металлургии широко применяется для интенсификации ряда пирометаллургических процессов. Полная или частичная замена поступающего в металлургические агрегаты воздуха кислородом изменила химизм процессов, их теплотехнические параметры и технико-экономические показатели. Кислородное дутье позволило сократить потери тепла с уходящими газами, значительная часть которых при воздушном дутье составлял азот. Не принимая существенного участия в химических процессах, азот замедлял течение реакций, уменьшая концентрацию активных реагентов окислительно-восстановительной среды. При продувке Кислородом снижается расход топлива, улучшается качество металла, в металлургических агрегатах возможно получение новых видов продукции (например, шлаков и газов необычного для данного процесса состава, находящих специальное техническое применение) и др.
Первые опыты по применению дутья, обогащенного Кислородом, в доменном производстве для выплавки передельного чугуна и ферромарганца были проведены одновременно в СССР и Германии в 1932-33. Повышенное содержание Кислорода в доменном дутье сопровождается большим сокращением расхода последнего, при этом увеличивается содержание в доменном газе оксида углерода и повышается его теплота сгорания. Обогащение дутья Кислородом позволяет повысить производительность доменной печи, а в сочетании с газообразным и жидким топливом, подаваемым в горн, приводит к снижению расхода кокса. В этом случае на каждый дополнительный процент Кислорода в дутье производительность увеличивается примерно на 2,5%, а расход кокса снижается на 1%.
Кислород в мартеновском производстве в СССР сначала использовали для интенсификации сжигания топлива (в промышленном масштабе Кислород для этой цели впервые применили на заводах "Серп и молот" и "Красное Сормово" в 1932-33). В 1933 начали вдувать Кислород непосредственно в жидкую ванну с целью окисления примесей в период доводки. С повышением интенсивности продувки расплава на 1 м3/т за 1 ч производительность печи возрастает на 5-10%, расход топлива сокращается на 4-5%. Однако при продувке увеличиваются потери металла. При расходе Кислорода до 10 м3/т за 1 ч выход стали снижается незначительно (до 1%). В мартеновском производстве Кислород находит все большее распространение. Так, если в 1965 году с применением Кислорода в мартеновских печах было выплавлено 52,1% стали, то в 1970 уже 71%.
Опыты по применению Кислорода в электросталеплавильных печах в СССР были начаты в 1946 на заводе "Электросталь". Внедрение кислородного дутья позволило увеличить производительность печей на 25-30%, снизить удельный расход электроэнергии на 20-30%, повысить качество стали, сократить расход электродов и некоторых дефицитных легирующих добавок. Особенно эффективной оказалась подача Кислорода в электропечи при производстве нержавеющих сталей с низким содержанием углерода, выплавка которых сильно затрудняется вследствие науглероживающего действия электродов. Доля электростали, получаемой в СССР с использованием Кислорода, непрерывно росла и в 1970 составила 74,6% от общего производства стали.
В ваграночной плавке обогащенное Кислородом дутье применяется главным образом для высокого перегрева чугуна, что необходимо при производстве высококачественного, в частности высоколегированного, литья (кремнистого, хромистого и т. д.). В зависимости от степени обогащения Кислородом ваграночного дутья на 30-50% снижается расход топлива, на 30-40% уменьшается содержание серы в металле, на 80-100% увеличивается производительность вагранки и существенно (до 1500°С) повышается температура выпускаемого из нее чугуна.
Кислород в цветной металлургии получил распространение несколько позже, чем в черной. Обогащенное Кислородом дутье используется при конвертировании штейнов, в процессах шлаковозгонки, вельцевания, агломерации и при отражательной плавке медных концентратов. В свинцовом, медном и никелевом производстве кислородное дутье интенсифицировало процессы шахтной плавки, позволило снизить расход кокса на 10-20%, увеличить проплав на 15-20% и сократить количество флюсов в отдельных случаях в 2-3 раза.
Обогащение Кислородом воздушного дутья до 30% при обжиге цинковых сульфидных концентратов увеличило производительность процесса на 70% и уменьшило объем отходящих газов на 30%.