Установки разделения газовых смесей.

Установки разделения газовых смесей делятся на: - воздухо-разделительной установки

1.воздухом разделительной установки низкого давления. 2. установки выделения водорода и гелия.

Основным элементом воздухоразделительных установок таких установок служит ректи­фикационная колонна двойной ректифика­ции, кото­рая состоит из трех частей - нижней колонны V, верхней колонны VI и конденсатора-испарителя VII. В малых и средних установках эти аппараты объединены, а в крупных для удобства изготовления, мон­тажа и эксплуатации устанавливаются раз­дельно. Принцип работы этих аппаратов в обоих случаях остается неиз­менным. Рассм. схему. Нижняя колонна V служит для предварительного разделения воздуха на легкокипящий ком­понент и обогащенную кислородом до 36…38 % жидкость. Воздух при температуре насыщения и давлении =0,48…0,52 МПа поступает в нижнюю часть колонны (испаритель). Таким обра­зом, колонна V представляет собой кон­центрационную часть полной ректификаци­онной колонны.

Полученные продукты разделения жидкий азот частично и обогащенный кислородом воздух полностью через дроссельные вентили IX и Х подаются в верхнюю колон­ну. Под давлением =0,14…0,16 МПа происходит полное разделение обога­щенного кислородом воздуха на кислород и азот. В нижней части колонны VI собирается кипящий кислород, откуда он может отводиться ли­бо в газообразном (Кг), либо в жидком (К.ж) состоянии. Из верхней части колон­ны отводится газообразный (Аг) либо жидкий (Аж)азот.

Принципиальная схема воздухо-разделительной установки высокого давления воздуха: (рис.1)

I - компрессор; II - система очистки воздуха от CO₂ и осушки; III -регенеративный теплообмен­ник; IV - детандер; V - нижняя ректи­фикационная колонна; VI - верхняя рек­тификационная колонна; VII - конденсатор-испа­ритель; VIII - воздушный дроссельный вентиль; IX - азотный дроссельный вентиль; Х - дрос­сельный вентиль жидкости испарителя; XI - на­сос жидкого кислорода

Уравнение энергетического баланса ус­тановки разделения не включает потерь от недорекуперации и относится только к продуктам раз­деления:

где В - расход воздуха; A, K - соответ­ственно выход газообразных азота и кис­лорода.

Знаки введены в связи с тем, что в ряде установок может выводиться несколь­ко видов кислорода, азота и инертных И газов (аргон, криптон и др.); расход холода на сжижение продуктов, выводимых в жидком виде. В воздухоразделительных установках кроме основных продуктов разделения (кислорода и азота) извлекают и другие составные части воздуха - инертные газы. Все они, кроме аргона, содержатся в воздухе в очень ма­лых концентрациях.