Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
все вопросы по гос. экз.(полная версия).doc
Скачиваний:
54
Добавлен:
23.08.2019
Размер:
15.66 Mб
Скачать

8. Подготовка воздуха к промышленному разделению.

При промышленном получении О2 и N2 исходным сырьём служит атмосфер­ный воздух, который содержит в химически несвязанном состоянии N2(78%), О2(20,95%), Аr(0,93%), Н2, СО2, озон и др. Кроме них в воздухе содержится водяной пар, механические примеси газообразные продукты промышленных выбросов: СО, Н2S, NO2, ацетилен и др.

  1. Очистка воздуха от механических примесей. Она осуществляется в фильт­рах. При небольших расходах воздуха (до 2000 м3/ч) очистка производится в масляных фильтрах, которые представляют собой кассеты из колец Рашига, смачи­ваемых маслом. Скорость воздуха отнесённая к свободному сечению фильтра принима­ется от 0,3 м3/с до 0,5 м3/с. При работе фильтров вне помещения следует применять низкотемпературное масло. При расходах воздуха >2000 м3/ч могут быть параллельно установлены несколько фильтров Рашига или применен масляный фильтр непрерывного действия. Однако использование масляных фильтров способ­ствует загрязнению воздуха, который далее поступает на всас турбокомпрессора. В последнее время для очистки воздуха применяются сухие фильтры с пористыми на­садками и электрофильтры.

  2. Сушка воздуха. Для осушки воздуха используется два способа:

    • адсорбционная осушка;

    • осушка вымораживанием.

В кислородном производстве в качестве адсорбентов применяют силикагель, активный глинозем, активную окись алюминия или цеолиты. Адсорбционный узел состоит из фильтра влагоотделителя для улавливания капельной влаги после ком­премирования (сжатия) воздуха, адсорбера, фильтра для обезпылевания систем ре­генерации адсорбента. Регенерация, т.е. восстановление адсорбента, осуществляется нагретым до 280 0С азотом. Окончание регенерации определяется по температуре N2 на выходе из узла осушки. Для нагрева N2 используются электронагреватели.

При осушки путём вымораживания воздух после компрессора проходит через 2 теплообменника рекуперативного типа. В первом теплообменнике, ожижителе, воздух охлаждается до +5 0С, при этом удаляется основная часть водяного пара. Во втором теплообменнике, вымораживателе, воздух охлаждается до - 40 0С. Для не­прерывной работы осушителя необходим третий теплообменник вымораживатель, который во время работы второго теплообменника освобождается от улавливаемой влаги, для этого теплообменник нагревают и влагу от таяния льда удаляют с помо­щью продувки. Все три теплообменника монтируются в одном блоке. Для охлажде­ния воздуха используются продукты разделения воздуха, поступающие из колонны.

3. Очистка воздуха от СО2. При работе воздухоразделительных аппаратов содержащийся в воздухе СО2 при низких температурах может переходить в твердое состояние, минуя жидкое, что мешает нормальной работе оборудования (ледяные пробки). Для очистки воздуха от СО2 существует несколько способов:

    • химический. Основан на поглощении СО2 водным раствором едкого натра NаОН. Аппараты, основанные на данном способе очистки, работают под избыточным давлением 1,8 МПа и включаются между ступенями сжатия компрессора. В качестве таких аппаратов могут использоваться вертикальные декарбонизаторы и скрубберы, работа которых сводится к пропусканию воздуха через насадку из колец Рошига, смачивающим циркулирующим раствором щёлочи.

Недостатками такого метода являются громоздкость оборудования, сложность эксплуатации, большой расход едкого натра.

    • адсорбционный. Более прогрессивный. В качестве адсорбентов могут быть использованы силикагель, активированный уголь или синтетические цеолиты. При работе с силикагелем или активированным углем воздух предварительно осушается и охлаждается до температуры ниже –135 0С. Регенерация адсорбентов осуществляется продуктами разделения воздуха при температуре +20 0С. Данный способ проще химического, способствует одновременному удалению из воздуха аммиака. Однако при очистке воздуха высокого давления адсорберы и арматура должны обладать повышенным запасом прочности, что приводит к перерасходу металла на их изготовление. Этот недостаток устраняется при использовании в качестве адсорбентов синтетических цеолитов. Процесс в этом случае ведется при температуре +20 0С, поэтому отпадает необходимость предварительного охлаждения воздуха, одновременно воздух очищается от влаги и СО2.