1.Системы и установки обеспечения предприятий продуктами разделения воздуха.

В различных отраслях промышленности. В качестве интенсификатора технологических процессов широко используется кислород. При этом снижается удельный расход топлива, растёт качество продукции, и степень полезного использования теплоты. Исключаются потери ряда ценных элементов. Например: При обогащении кислородом дуться в доменных производствах, растёт производительность доменной печи на 15-20 проц., уменьшается удельный расход кокса на 10-15 проц. В промышленных масштабах кислород получают из воздуха, что является сложной технической задачей. Разделение воздуха основано на различных температурах кипения составляющих элементов жидкого воздуха. Процесс разделения производится в спец аппартах-ректификационных колоннах. Для получения жидкого кислорода, его необходимо отчистить от механических примесей, осушить, очистить от диоксида углерода, охладить до низких температур. Метод охлаждения воздуха называют глубоким холодом. Этот метод применяется так же для разделения многих других смесей. Коксовый, природный, крекинг-газы, газы пиролиза нефти. В технике глубокого охлаждения для получения низких температур применяют 2 метода: Дросселирование и Адиабатическое расширение с производством технической работы.

2.Подготовка воздуха к промышленному разделению.

При промышленном получении кислорода и азота, исходным сырьём служит атмосферный воздух, который содержит в несвязанном состоянии азота-78 об%, кислорода – 21 об%, аргона – 0,93 об%, Неон, криптон, ксенон, гелий, азот, СО2. Кроме того: водяной пар, мех примеси, газообразные продукты промышленных выбросов(СО, SO2, сернистый газ, метан, закись азота, ацетилен, аммиак, диоксид азота.)

Очистка в-ха от мех примесей – в фильтрах. Конструкция фильтра зависит от количества воздуха. При небольших расходах (до2000 м3/ч) очистка осущ в масляных секционных фильтрах. В качестве фильтрующих элементов- кассеты с кольцами Рашига, смоченных в масле. Скорость воздуха, отнесенная к сечению – 0,3-0,5 м/с. При работе фильтра вне помещения необходимо применять низкотемпературное масло. При расходе больше 2000 мб установлены параллельные фильтры. При больших расходах применяют самоочищающиеся фильтры непрерывного действия. Использование масляных фильтров способствует загрязнению воздуха, который впоследствии поступает на всас турбокомпрессора . Для очистки воздуха применяют сухие фильтры с пористыми насадками и электрофильтры.

Осушение. Используют 2 способа: Адсорбционное и вымораживание.

В кислородном производстве в качестве адсорбентов применяют силикагель, активный глинозём, активный оксид алюминия, и цеолиты. Наиб применение – цеолиты и активный глинозём. Адсорбционный узёл осушки состоит из фильтра влагоотделителя (для улавливания капельной влаги после компремирования воздуха), адсорбера, фильтра для улавливания пыли и системы регенерации адсорбента. Регенерация адсорбента, активного глинозёма осущ-ся нагретым до 280 градусов азотом. Окончание регенерации определяется по температуре азота, на выходе из узла осушки. Для азота используют Эл подогреватели. При осушке вымораживанием, воздух после компрессора проходит через 2 ТОА рекуперативного типа. В первом ТОА ожижителе, в-х охлаждается до 5 градусов, при этом удаляется основанная часть водяного пара. В 2м ТОА вымораживателе, в-х охлаждается до -40. Влага выдел-ся в ТОА отводится с помощью влагоотделителя. Для непр работы необходим 3й ТОА вымораживатель, , который Вов ремя работы второго ТОА, освобождается от уловленной влаги. Для этого ТОА обогревается, а влагу (из льда) удаляют продувкой. Все 3 ТОА монтируются в 1м блоке. Для охлаждения в-ха используется продукты разделения воздуха, поступающие из ректификационной колонны.

Очистка от СО2. При работе воздухоразделительных апп-в, содержащийся в воздухе СО2 0,003об% при низких температурах переходить в твёрдое состояние минуя жидкое. При этом образуются ледяные пробки, что мешает нормальной работе оборудования. Например при Р=100кПа, переход СО2 в ТВ состояние происходит при температуре -78,9. Для очистки в-ха от СО2 прим несколько способов. Химический. Основан на поглощении СО2 водным раствором едкого натра. На поглощение одного кило СО2 расходуется 1,82 кг. Аппараты, работающее на этом способе, работают при давлении 1,8МПа, и включаются между ступенями сжатия компрессора. В качестве таких аппаратов м использоваться вертикальные декабонизаторы и скрубберы, работа которых сводится к пропусканию воздуха через насадку с кольцами Рашига, смачиванию циркуляционным раствором щёлочи. «-» громоздкость оборудования, сложная эксплуатация, не экономичность. Адсорбционный. Более прогрессивный. В качестве адсорбентов – силикагель, акт уголь, синтетические цеолиты. При работе с селикогелем или акт углём в-х предварительно осушается и охлаждается до т-ры ниже 135. Регенерация адсорбентов осущ-ся продуктами разделения в-ха при 20 градусах. Этот способ проще химического, он способствует одновр-му удалению аммиака. «-» При очистке в-ха высокого давление, необходим большой запас прочности, что приводит к большому расходу ме. Недостаток устр-ся при исп-ии синтетических адсорбентов – не надо охл-ть в-х, тк процесс идёт при 20 градусах. Одновр. в-х оч-ся от влаги и СО2.Для охл-я и нагр-я в-ха исп-т трубчатые ТОА из меди, алюминия, латуни. Треб-я к ТОА –коррозионная уст-сть, сохр-е ударной вязкости металла при низкой т-ре, малое гидравл-е сопр-е, небольшие габариты. Для снижение сопр-я ТОА и интенсиф-ии исп-т регенераторы.