ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Получение кислорода из воздуха из "Технология и оборудование газопламенной обработки металлов Издание 3 " При постепенном испарении жидкости в пар в первую очередь будет переходить азот, имеющий более низкую температуру кипения, и по мере его выделения оставшаяся жидкость будет обогащаться кислородом. Многократное повторение этого прЬ п есса позволяет получить кислород и азот требуемой чистоты. [c.13] Низкие температуры, необходимые для сжижения воздуха, получают с помощью так называемых холодильных циклов. Ниже кратко рассматриваются основные холодильные циклы, используемые в современных установках. [c.13] Холодильный цикл с дросселированием воздуха основан на эффекте Джоуля —Томсона, т. е. резком снижении температуры Газа при свободном его расширении. Схема цикла приведена на рис. 2. [c.13] Воздух сжимается в многоступенчатом компрессоре 2 до 20 МПа и затем проходит через холодильник 1 с проточной водой. Глубокое охлаждение воздуха происходит в теплообменнике 5 обратным потоком холодного газа из сборника жидкости (ожижителя) 4. В результате расширения воздуха в дроссельном вентиле 5 он дополнительно охлаждается и частично сжижается. Давление в сборнике 4 регулируется в пределах 0,1—0,2 МПа. Жидкость периодически сливается из сборника в специальные емкости через вентиль 6. Несжиженная часть воздуха отводится через теплообменник в атмосферу, производя охлаждение новых порций поступающего воздуха. [c.13] Охлаждение воздуха до температуры сжижения происходит постепенно при включении установки имеется пусковой период, в течение которого сжижения воздуха не наблюдается, а происходит лишь охлаждение установки. Этот период занимает несколько часов. [c.13] Достоинством цикла является его простота, а недостатком — относительно высокий расход электроэнергии. Такой цикл применяется в установках малой производительности для получения газообразного кислорода. [c.13] Холодильный цикл среднего давления с расширением в детандере (рис. 3) основан на понижении температуры газа при его расширении с отдачей внешней работы. Кроме того, используется эффект Джоуля—Томсона. [c.13] При этом давление его падает до 0,1 МПа, за счет чего резко снижается температура воздуха (примерно до 173 К). Из детандера холодный воздух выводится наружу через теплообменники 4 и 3, охлаждая поступающий воздух. [c.14] Таким образом, детандер обеспечивает весьма эффективное охлаждение установки при сравнительно небольшом давлении в компрессоре. Этот цикл является более экономичным и обладает повышенной холодопроизводительностью (благодаря детандеру), что обеспечивает устойчивую работу установки при отборе кислорода в жидком виде. [c.14] Холодильный цикл низкого давления с расширением в турбодетандере, разработанный акад. П. Л. Капицей, основан на применении воздуха низкого давления с получением холода только за счет расширения этого воздуха в воздушной турбине (турбодетандере) с производством внешней работы (рис. 4). [c.14] Достоинствами цикла низкого давления с турбодетандером являются более высокий к. п. д. турбомашин по сравнению е машинами поршневого типа, упрощение технологической схемы, повышение надежности и взрывобезопасности установки. Цикл применяется в установках большой производительности. [c.15] Контроль качества газообразного, а также и жидкого кислорода производится непосредственно в процессе их производства с помощью специальных приборов. [c.15] По ГОСТ 5583—68 выпускается газообразный технический кислород трех сортов 1-й с содержанием не менее 99,7% 0-2 (фактически чистота до 99,9%), 2-й — не менее 99,5% О и 3-й — не менее 99,2% О2, остальное — аргон и азот. Содержание влаги не должно превышать 0,05 г/м (при 293,15 К и 0,1 МПа абс). Кислород, получаемый электролизом воды, не должен содержать водорода более 0,7% объемной доли. По ГОСТ 6331—68 выпускается жидкий кислород такого же качества как и газообразный. Ацетилена в жидком кислороде 1-го и 2-го сортов не должно быть, а в 3-м сорте допускается до 0,04 см /дм . [c.15] Жидкий кислород имеет ряд преимуществ по сравнению с газообразным уменьшается примерно в 10 раз масса тары отпадает расход металла на изготовление баллонов не требуется помещения для складов баллонов, повышается безопасность выполняемых работ, качество кислорода выше, так как в нем нет влаги. [c.16] К недостаткам жидкого кислорода относятся необходимость применения потребителями кислорода особого (сравнительно сложного) оборудования, а также некоторые неизбежные потери кислорода на испарение во время транспортировки, хранения и газификации. [c.16] Вернуться к основной статье