Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

«Забайкальский государственный университет» (ФГБОУ ВО «ЗабГУ»)

Факультет: Энергетический

Кафедра тепловых электрических станций

Реферат

по дисциплине: «Производство, распределение и транспортировка энергоносителей»

на тему: «Состав воздуха, продукты его разделения и их использование. Системы производства и распределения сжиженных газов»

Выполнил:

Кузькина А.Е.

Чита 2018



Воздух не только незаменимый компонент для жизни всего живого, но еще и наиболее доступный энергоноситель, применяемый на производстве в виде сжатого воздуха. Кроме того, поскольку воздух является смесью газов, интерес для человека представляют его отдельные компоненты - продукты разделения воздуха.

Продукты разделения воздуха применяют в металлургическом и химическом производстве. Они используются при обработке различных материалов, для изготовления лекарств, а также в качестве топлива.

Осуществить разделение воздуха в обычном газообразном состоянии трудно, поэтому воздух сначала сжимают, а затем разделяют на составные части. Такой способ получения называют разделением воздуха методом глубокого охлаждения. Сначала воздух сжимается компрессором, затем после прохождения теплообменников расширяется в машине-детандере или дроссельном вентиле, в результате чего охлаждается до температуры 93 К (-180 С) и превращается в жидкий воздух. Дальнейшее разделение жидкого воздуха основано на различии температуры кипения его компонентов.

К числу процессов, осуществляемых при искусственном охлаждении, относятся некоторые процессы абсорбции, процессы кристаллизации, разделения газов, сублимационной сушки и др.

Известны различные способы получения низких температур:

1. Дросселирование газа или пара.

2. Расширение газа в детандере с совершением внешней работы.

3. С помощью фазовых превращений, сопровождающихся поглощением теплоты.

4. Использование вихревого эффекта потока газа или пара.

5. Десорбция газа и т.д.

Все эти способы осуществляются в специальных установках, таких как турбодетандер, установка Линде, газовая криогенная машина, работающая по обратному циклу Стирлинга и другие воздухоразделительные установки, обозначающиеся первой буквой продукта, на производство которого нацелены:

К -- кислород технический; Кт -- кислород технологический; Кж -- кислород жидкий; А -- азот; Аж -- азот жидкий; Ад -- азот под давлением; Ар -- аргон газообразный; Арж -- аргон жидкий.

В данной работе рассмотрены принципы работы воздухоразделительных установок, области применения продуктов его разделения, а также системы производства и распределения сжиженных газов.

Состав и физические свойства воздуха

Воздух - смесь газов, в основном кислорода и азота, образующая смесь газов.

Вещество	Молекулярная масса	Объемное содержание	Массовое содержание	Температура кипения, К
Азот N2	28,016	78,084	75,5	77,36
Кислород O2	32,00	20,9476	23,15	90,19
Аргон Ar	39,944	0,934	1,292	87,29
Углекислый газ CO2	44.01	0,0314	0,046	194,6
Неон Ne	20,183	0,001818	0,0014	27,0
Гелий He	4,003	0,000524	0,000073	4,22
Криптон Kr	83,8	0,000114	0,003	119,0

Состав атмосферного воздуха не постоянен. Содержание компонентов зависит от географической широты, высоты над поверхностью, солнечной активности и других факторов. Существенное влияние на концентрацию газов в воздухе вносит водяной пар, концентрация которого зависит от температуры, влажности, времени года, климата.

Усредненный состав воздуха представлен в таблице:

В воздухе присутствует также водород H2, ксенон Xe, закись азота N2O, озон O3, радон Rn, метан CH4 , ацетилен C?H?, водяные пары H?O.

К основным физическим свойствам воздуха относят температуру, относительную влажность, плотность, удельную теплоемкость, теплопроводность, динамическую и кинематическую вязкость и др. Практически все эти параметры имеют значительную зависимость от температуры, которая представлена в таблице на стр. 5.

Под относительной влажностью воздуха понимают отношение содержащихся в единице воздуха водяных паров к их максимально возможному содержанию при заданной температуре и давлении. При повышении давления и уменьшении температуры величина относительной влажности воздуха увеличивается.

Плотность воздуха при 20Размещено на http://www.allbest.ru/

градусах Цельсия равна 1,2 кг/м3, причем при его нагревании она значительно снижается. Так, при нагревании воздуха до температуры 1200Размещено на http://www.allbest.ru/

градусов плотность воздуха снижается в 5 раз по сравнению с плотностью воздуха при 20Размещено на http://www.allbest.ru/

градусах.

Вязкость воздуха сильно зависит от температуры и увеличивается с её ростом, причем увеличивается как кинематическая, так и динамическая вязкость. Величины кинематической и динамической вязкости воздуха связаны между собой через величину его плотности.

Теплоемкость воздуха также увеличивается с ростом температуры, однако, этот физический параметр зависит от температуры в меньшей степени, чем, например, плотность. Так, при нагреве воздуха от 20 до 1200Размещено на http://www.allbest.ru/

С теплоемкость воздуха увеличивается всего в 1,2 раза.

Что касается химических свойств воздуха, то за счет наличия в составе воздуха кислорода, проявляющего окислительные свойства, в воздухе способны сгорать многие вещества. Также воздух плохо проводит тепло и хорошо растворяется в воде.

Продукты разделения воздуха и их применение

Основными продуктами разделения предварительно осушенного воздуха в современных воздухоразделительных установках (ВРУ) являются следующие так называемые промышленные газы:

кислород технический - 99,2-99,7 % (1-й сорт - 99,7; 2-й сорт - 99,5; 3-й сорт - 99,2 %) и технологический - 92-98 % (в среднем - 95 %, остальное азот);

азот особой чистоты - не менее 99,996 %, высшего сорта - 99,994; 1-го сорта - 99,5; 2-го сорта - 99 и 3-го сорта - 97 %;

аргон высшего сорта - 99,993 и 1-го сорта - 99,987 %; сырой аргон - 86-90 %, содержащий до 4 % О2 и до 10 % N2; технический - 86-87 % с примесью 12-14 % азота;

первичный криптоноксеноновый концентрат с объемной долей криптона и ксенона до 0,2 %;

неоногелиевая смесь с объемной долей неона и гелия от 40 % и выше.

Применение основных продуктов разделения воздуха - кислорода и азота, является одним из важных направлений технического прогресса в ряде отраслей промышленного производства. Это черная и цветная металлургия, химическая, нефтехимическая и пищевая промышленность, энергетика, медицина, машиностроение и пр. Использование этих продуктов позволяет интенсифицировать технологические процессы в этих отраслях. Это способствует увеличению выработки продукции, улучшению ее качества, снижению себестоимости.

использование кислорода в различных отраслях промышленности распределяется приблизительно следующим образом (в % от общего производства кислорода):

черная и цветная металлургия 60;

химическая промышленность 25;

ракетная техника и энергетика 10;

нефтепереработка 3;

прочие отрасли 2 %.

Примерные удельные расходы кислорода на единицу продукции составляют:

в доменном производстве - 100-150 м3 на 1 т чугуна;

при конверторной выплавке стали - 55-60 м3/т кислорода 1-го и 2-го сорта;

в электроплавильном производстве - 15-20 м3/т, кислорода того же качества;

в производстве азотной кислоты - 155 м3/т, кислорода 1-3 сортов.

С каждым годом все большее применение находит азот. В химической промышленности на производство аммиака, этилена, пропилена, азотных удобрений расходуется до 1000 м3 азота на каждую тонну продукта. В машиностроении азотирование поверхностей деталей обеспечивает повышение прочности и износостойкости. Закалка инструмента в жидком азоте повышает его стойкость до 90 раз. Значительно надежнее и прочнее становятся неразъемные соединения, полученные с помощью жидкого азота. В легкой промышленности он используется для обработки кожи, различного сырья. Замораживание жидким азотом тканей позволяет роботизировать и автоматизировать процессы раскроя и пошива одежды; в медицине азот применяется для безболезненных и быстрых операций на коже, глазах, консервации органов пересадки, крови и др. Кроме того, Жидкий азот является важнейшим хладоносителем для предварительного охлаждения газов в криогенных установках. С его помощью получают жидкий водород, гелий и другие редкие газы.

Аргон применяют как защитную среду для расплавленных металлов от окисления при плавке, разливе и электросварке нержавеющих сталей, титана, магния, алюминия. При плазменно-дуговой резке легированных сталей, сплавов алюминия, меди. При получении чистых металлов - титана, циркония, ниобия, молибдена и др. Широко используется аргон в электроламповой промышленности для заполнения ламп накаливания и газоразрядных ламп. Лампы накаливания с аргоном имеют повышенные срок службы и светоотдачу. Аргон препятствует диффузии вольфрама, помутнению колб, уменьшают тепловые потери, так как позволяют повысить температуру нити накаливания. В полупроводниковой промышленности аргон используется как защитная среда при производстве монокристаллов титана, бария, кремния и других полупроводниковых материалов.

Неон, криптон и ксенон обладают повышенной способностью к ионизации, то есть становятся электропроводящими при значительно меньших напряжениях, чем большинство других газов. Будучи ионизованы, эти газы, так же как аргон и гелий, испускают яркий свет, каждый своего цвета, а потому используются в лампах для рекламного освещения. В электронной промышленности эти редкие газы применяются для заполнения особых видов электронных ламп - стабилитронов, стартеров, фотоэлементов, тиратронов, ультрафиолетовых стерилизационных ламп и счетчиков Гейгера. В атомной промышленности ими наполняют ионизационные и пузырьковые камеры и другие устройства для исследования субатомных частиц и измерения интенсивности проникающего излучения.

Водород применяется главным образом в химической промышленности для производства хлороводорода, аммиака, метанола и других органических соединений. В металлургии с помощью водорода восстанавливают некоторые цветные металлы из их оксидов. Водород используют для охлаждения мощных электрогенераторов. Изотопы водорода находят применение в атомной энергетике. Водородно-кислородное пламя применяется для резки и сварки металлов.

Неон используется в газосветных трубках, применяемых для рекламы, сигнализации и т. п. Гелий и криптоно-ксеноновая смесь используются редко ввиду их дефицитности. Криптоно-ксеноновая смесь благодаря очень низкой теплопроводности иногда применяется для маломощных ламп специального назначения с высокой светоотдачей. Жидкий гелий применяется для получения очень низкой температуры, при которой у многих металлических веществ обнаруживается сверхпроводимость. Ее используют в новой технике, причем сверхпроводящие устройства погружают в ванну с жидким гелием. Гелий также используется для наполнения аэростатов и шаров-зондов, при получении титана, циркония и других металлов и в иных научных и технических целях.

в сжиженном виде широко применяются CO2, CH4, H2 и другие содержащиеся в воздухе газы, хотя в силу их малого содержания в воздухе продуктами воздухоразделительных установок не являются. Некоторые из них применяются как хладагенты, другие как горючее и окислители. В ряде случаев сжижение ведется с целью перевоза и хранения.

Разделение воздуха для получения его отдельных компонентов может быть осуществлено несколькими способами:

1. Адсорбционный метод. Адсорбцией называется процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой смеси твердым веществом - адсорбентом. Процессы адсорбции обычно обратимы. В качестве адсорбентов при разделении газовых смесей используют активированный уголь, силикагель и цеолиты. Принцип работы адсорбционной ВРУ показан на примере схемы азотной адсорбционной установки.

2. Диффузионный (мембранный) метод. Заключается в разделении компонентов воздуха благодаря различию между их коэффициентами газопроницаемости через специальные мембраны. Движущая сила процесса - разность парциальных давлений компонентов воздуха и диффундирующей смеси по обе стороны мембраны. Разделение воздуха с применением мембран осуществляется непрерывным способом при температуре окружающей среды без фазовых превращений, что наряду с простотой аппаратурного оформления определяет экономичность этого метода.



3. Криогенный метод. Для получения технически чистых газов воздух подвергают глубокому охлаждению и сжижают (температура кипения жидкого воздуха при атмосферном давлении -194,5° С.) Метод базируется на тепло-массообменных процессах, в частности процессе низкотемпературной ректификации, основывающейся на разности температур кипения компонентов воздуха. Криогенный метод подробно описан при рассмотрении систем сжижения газов.

Системы производства сжиженных газов

1. Четырехкаскадная система охлаждения.

Он заключается в том, что от тел с более низкой температурой кипения отнимается тепло и передаётся телам с более высокой температурой кипения. Для этого существуют холодильные агенты, т.е. вещества, при испарении которых поддерживается определённая температура.

При каскадном методе последовательно устанавливаются компрессорные холодильные машины таким образом, что испаритель каждой предыдущей холодильной машины является конденсатором последующей, создавая возможность сжижения хладагента с более низкой критической температурой. Холодильная установка для сжижения воздуха состоит из четырёх циклов - аммиачного, этиленового, метанового и азотного. У этого цикла каждый последующий агент может быть сконденсирован предыдущим, но нельзя, например, этилен сконденсировать водой, метан - аммиаком и азот - этиленом, причём конденсация происходит под повышенным давлением (в каждом цикле своё давление) и после дросселирования идет испарение с охлаждением.

Четырехкаскадные ожижители воздуха стали первоначалом для последующих воздухоразделительных установок, таких как установка Линде и Капицы.

Принципиально каскадный метод сжижения газов является наиболее экономичным, так как не требует установки специальной низкотемпературной машины, и процесс является менее необратимым, чем, например, цикл Линде.

2. Установка Линде.

Сжижение газа в криогенном цикле Линде основано на дросселировании газа, при котором происходит глубокое охлаждение ниже критической температуры газа, и часть газа тем самым сжижается.

Газ сжимается в компрессоре (1), затем поступает в водяной холодильник (2), где происходит отвод теплоты, выделившейся при сжатии. Далее сжатый газ охлаждается в противоточном теплообменнике (3) за счет холода обратных газов, прошедших стадию дросселирования. Поступая после этого в дроссель (4), охлажденный газ дросселируется, его давление падает до первоначального значения на входе в компрессор (1) и



происходит глубокое охлаждение, за счет чего газ частично сжижается и поступает в отделитель жидкости (5). Несжиженная часть газа проходит через теплообменник (3) и повторно подается в компрессор (1).

Установка Линде создана немецким инженером Карлом Линде в 1895 г. Для цикла высокого давления с однократным дросселированием холодильный коэффициент низок. Для его повышения были разработаны циклы, получившие название усовершенствованных циклов Линде. К таким относится, к примеру, цикл Линде с предварительным аммиачным охлаждением.

3. Установка Клода.

Цикл среднего давления Клода в сравнении с установкой Линде является более экономичным. Отличие его в том, что в установке имеется детандер - машина для охлаждения газа путем его расширения с отдачей работы, благодаря чему осуществляется дополнительное охлаждение сжатого газа

Воздух сжимается в компрессоре (1), охлаждается в водяном холодильнике (2) и в теплообменнике П1. Выходящий из П1 воздух делится на две части. Одна часть (1-М) поступает в детандер D, где расширяется до атмосферного давления с отдачей работы. Вторая часть (М) охлаждается в теплообменниках П2 и П3 и дросселирует в дросселе (3), за счет чего часть воздуха сжижается. Образующиеся после отделения жидкости пары соединяются с воздухом из детандера D и охлаждают исходный воздух в теплообменниках П1 и П2, который затем повторно поступает в компрессор (1). воздух охлаждение колонна ректификация

4. Установка Капицы.

Холодильный цикл низкого давления с расширением воздуха в турбодетандере был разработан академиком П. Л. Капицей в 1939 г. после создания высокоэффективного активно-реактивного турбодетандера.

Турбодетандер представляет собой реактивную турбину радиального типа. Воздух с низкой температурой проходит через направляющие сопла на лопатки и, расширяясь, раскручивает турбину и охлаждается до температуры, близкой к температуре конденсации.

воздух сжимается в турбокомпрессоре (1), охлаждается в водяном холодильнике (2) и поступает в противоточный теплообменник (3), где охлаждается обратным потоком холодного воздуха до низких температур. Основная часть воздуха (около 95%) после холодильников направляется в турбодетандер (4), расширяется в нем с отдачей внешней работы и охлаждается до температуры, близкой к температуре конденсации, после чего направляется в конденсатор (5) и конденсирует остальную часть сжатого воздуха (5%). Жидкий воздух из конденсатора через дроссельный вентиль (6) перепускается в сборник жидкого воздуха (7), откуда сливается через вентиль (8). Воздух, расширившийся в турбодетандере (4), проходит через конденсатор (5) и направляется в противоточный теплообменник (3), где охлаждает сжатый воздух.

По расходу энергии холодильный цикл низкого давления (цикл Капицы) является наиболее экономичным, поэтому он используется на большинстве современных воздухоразделительных установок.

Кроме выше упомянутых циклов могут использоваться обратные циклы Стирлинга (Частный случай цикла Карно) и Ренкина в качестве ступени охлаждения в криогенных установках.

5. Ректификационные установки

Ректификация - это процесс разделения двойных или многокомпонентных смесей за счёт противоточного тепломассообмена между паром и жидкостью.

Проводят ректификацию в башенных колонных аппаратах - ректификационных колоннах, в которых осуществляется многократный контакт между потоками паровой и жидкой фаз. При контакте с жидкостью пар обогащается легколетучими (низкокипящими) компонентами -- ЛЛК, а жидкость -- труднолетучими (высококипящими) компонентами -- ТЛК. Жидкость и пар движутся, как правило, противотоком: пар -- вверх, жидкость -- вниз, поэтому при достаточно большой высоте колонны в её верхней части можно получить практически чистый целевой компонент.

Рассмотрим принцип работы на простой схеме, в которой к колонне жидкая бинарная смесь (А+К).

В колонне создаются два непрерывных встречных потока: вверх - пары; вниз - жидкость. В испарителе к жидкой смеси подводится теплота Qи, под воздействием которой жидкость кипит. Пар поднимается по колонне и при этом он обогащается легкокипящим компонентом. Это происходит потому, что верхняя часть колонны холоднее, а нижняя теплее. Таким образом, пар поднимающийся вверх постепенно охлаждается, а жидкость, стекающая вниз, постепенно нагревается. За счет разности температур по высоте колонны происходит непрерывный процесс тепломассообмена.

Продукты разделения выводятся из колонны как в жидком, так и парообразном состоянии, как показано на схеме.

Существует множество различных вариантов ректификационных циклов:

А) Колонна однократной ректификации (для получения кислорода).

Работа установки в процессах:

1-2 - изотермическое сжатие атмосферного воздуха;

2-3 - охлаждение сжатого воздуха в теплообменнике ТО встречными потоками азота (А), кислорода (К) воздуха (В);

3-4 - сжижение воздуха в змеевике испарителя. Здесь воздух является источником теплоты Qи;

4-5 - дросселирование. Флегма при давлении Р»0,1 МПа подается на верхнюю тарелку колонны;

В т.6 отводятся пары азота, но не чистые, а равновесные кипящему воздуху при температуре Т5 (в т.5). Поэтому они содержат примерно 10-12 % кислорода. Пары отводятся в ТО, где охлаждают встречный поток сжатого воздуха, идущего в змеевик испарителя для конденсации.

В испарителе колонны скапливается кислород (как более труднокипящая жидкость). Он может отводиться в жидком (в т. 7') или газообразном (в т. 7) виде.

Б) Колонна однократной ректификации для получения азота.

Сжатый и охлажденный воздух через дроссельный вентиль подается в куб колонны, при этом происходит его сжижение и частичное испарение. Обогащенный азотом пар по колонне поднимается вверх на встречу стекающей флегме и, уже практически чистый азот, попадает в трубное пространство конденсатора. Здесь азот конденсируется за счет отвода теплоты кипящему обогащенным кислородом жидкому воздуху, который поступает из куба через дроссель Др2 в межтрубное пространство конденсатора.

Флегма, образующаяся в конденсаторе, по существу чистый азот, стекая вниз по колонне скапливается в карманах конденсатора и отводится как конечный продукт в жидком виде.

Чистые пары азота скапливаются под крышкой конденсатора. Отсюда они отводятся как конечный продукт -газообразный азот.

Обогащенный кислородом воздух из межтрубного пространства конденсатора используется для охлаждения сжатого воздуха в ТО.

В) Колонна двукратной ректификации.

В эту установку составной частью входит колонна однократной ректификации. Аппарат состоит из двух частей (см. рис.4.7): колонны высокого давления (нижняя часть) и колонны низкого давления (верхняя часть).

Сжатый воздух, охлажденный в теплообменнике (ТО), дросселируется в Др1 и поступает в куб нижней колонны. При этом он частично сжижается. Обогащенная кислородом жидкость (35-36 % О2) собирается в нижней части колонны - в кубе. Отсюда она через дроссельный вентиль Др2 поступает, как исходная жидкость (смесь), в середину верхней части колонны для разделения.

Обогащенный азотом пар в нижней колонне поднимается в трубное пространство конденсатора-испарителя (К-И), где в межтрубном пространстве кипит кислород. Чтобы этот обогащенный азотом пар сконденсировался, надо, чтобы его температура конденсации была выше температуры кипящего кислорода на 2-4 градуса.

Давление в верхней колонне, как и в колонне однократной ректификации, немного выше атмосферного (0,13-0,15 МПа). Температура кипения кислорода при этом будет равна 93-94 К. Следовательно температура азота в нижней колонне должна быть равной 96-97 К. Эта температура может быть температурой конденсации азота при давлении 0,56-0,6 МПа. Именно такое давление устанавливается в нижней колонне.

Жидкий, сконденсировавшийся азот из К-И стекает в нижнюю колонну. Пары поднимаются ему на встречу и обогащаются при этом азотом. Часть жидкого азота скапливается в карманах и в виде флегмы направляется на орошение верхней колонны через ДР3. Это позволяет в верхней части колонны получать технически чистый азот.

Таким образом, в результате двойной ректификации воздуха из конденсатора отводится кислород, а из верхней части колонны - азот. После прохождения ТО они являются конечными продуктами.

В установках небольшой производительности удобнее и эффективнее применять колонны двукратной ректификации с подачей воздуха высокого давления через змеевик в кубе. В этом змеевике воздух полностью конденсируется и одновременно осуществляется испарение жидкости в испарителе (кубе). Жидкость в кубе обогащается кислородом до 45 % (выше, чем в предыдущей схеме). Это позволяет увеличить флегмовое число (по азоту) в верхней колонне и, следовательно, улучшить показатели установки.

Существуют также усложненные схемы для попутного получения аргона, гелия и криптоно-ксеноновой смеси.

Системы распределения и хранения сжиженных газов

Для приема, хранения и поставки сжиженных газов строят газораздаточные станции и кустовые базы. Для хранения больших объемов сжиженных газов сооружают подземные хранилища в искусственных или естественных выработках плотных непроницаемых пород. Наземное хранение может осуществляться под давлением в газгольдерах или в изотермических резервуарах низкого давления.

Значительный практический интерес представляет хранение сжиженных газов в виде твердых брикетов. Брикетированные газы представляют собой ячеистую высококонцентрированную эмульсию, в которой одна из жидкостей является сжиженным газом, а другая - полимером. Полимеризуясь, эта жидкость создает ячейки твердого вещества, которые напоминают пчелиные соты. Сжиженный газ закупорен в этих ячейках. Вся масса принимает свойства твердого тела. Брикеты весом 800, 400 и 200 грамм упаковывают в коробки из плотной бумаги или картона. В таком виде они доходят до потребителя.

Хранение, перемещение и раздача сжиженных газов осуществляется на газоприемораздаточных станциях (ГПРС) и газонаполнительных станциях (ГНС) следующими методами:

А) Использование гидростатического напора между освобождаемым и приемным резервуарами.

Слив (налив) по этому методу производится с использованием разности уровней между транспортной цистерной и стационарной емкостью. Для производства слива необходимо соединить уравнительной линией паровые пространства емкостей и открыть краны на жидкостной линии. Давления в паровых пространствах будут равны и жидкость будет переливаться за счет гидростатического давления.

Данный метод применим лишь в местностях с гористым рельефом.

1 - Транспортная цистерна.

2 - Стационарная емкость.

3 - Баллон

Б) Насосно-компрессорный метод.

Основные технологические процессы выполняются насосами, компрессоры используются для отсасывания паров из емкости после слива продукта, а также для выполнения сливно-наливных операций при выходе из строя насосов.

1 - Хранилище.

2 - Насос.

3 - Емкость.

4 - Компрессор.

5 - Цистерна.

6 - Жидкостная линия.

7 - Паровая линия.

В) Насосно-испарительный метод.

В данном методе вместо компрессоров применяются испарители. При этом расход электроэнергии снижается на 50 % по сравнению с компрессорной ГПРС и производительность станции повышается за счет непрерывной работы испарителя.

1 - Хранилище.

2 - Насос.

3 - Испаритель.

4 - Цистерна.

5 - Теплоноситель.

6 - Жидкостная линия.

7 - Паровая линия.

Г) Перемещение насосами с помощью инжекторов (струйных насосов).

Инжектор работает за счет части жидкости, подаваемой насосом (5). В схему включен напорный сосуд (4), который служит для постоянного залива жидкостью всасывающего патрубка насоса и сепарации паровой и жидкостной фаз после инжектора. Данная схема имеет замкнутое кольцо циркуляции сжиженного газа по пути: резервуар - инжектор - напорный сосуд - насос - наполнительная рампа - резервуар.



1 - Отсос инжектором паров из сепаратора и подъем жидкости на высоту.

2 - Создание избыточного давления на всасывающем патрубке насоса.

3 - Инжектор.

4 - Сепаратор (напорный сосуд).

5 - Насос.

6 - Линия рециркуляции.

7 - Запорный вентиль.

8 - Вентиль для залива жидкости.

Д) Закачка инертного газа в широкое пространство освобождаемого резервуара.

При подаче компрессором давление в сливаемой емкости поднимается до максимального, и по мере его падения производится подкачка инертного газа. Для перемещения сжиженных газов по такому методу нужно учитывать растворимость в них инертного газа. Используется в основном технический азот, двуокись углерода и природный газ.

Газораздаточные станции включают:

1) Газонаполнительный цех.

2) Хранилища сжиженного газа.

3) Эстакада для слива из железнодорожных цистерн.

4) Блок вспомогательный помещений.

5) Трансформаторная подстанция.

6) Насосно-компрессорный цех.

7) Погрузочно-разгрузочная площадка для баллонов.

Транспортировка сжиженных газов осуществляется следующими способами:

1) Железнодорожные цистерны.

2) Автомобильные цистерны.

3) Трубопроводы.

4) Морские и речные суда.



Заключение

Существует множество способов разделения воздуха (адсорбционный, мембранный, криогенный) и сжижения газов (ректификация, дросселирование каскадное охлаждение и др), которые были рассмотрены в данной работе.

Криогеника применительно к сжижительным и воздухоразделительным установкам сегодня достигла больших результатов, начиная от каскадных систем охлаждения, заканчивая высокоэффективными установками, работающими по циклу Капицы и широко применяемыми в производстве. Цикл низкого давления Капицы позволил увеличить на порядок по сравнению с циклом Линде (от 3000 мі воздуха в час и выше) потребляемый воздух.

Усовершенствование существующих методов получения сжиженных газов и продуктов разделения воздуха очень важно, так как конечные целевые продукты ВРУ используются повсеместно: в энергетике, металлургии, нефтепереработке, медицине, химической промышленности, а также в науке, где сжиженные газы используются для исследований свойств других веществ в условиях крайне низких температур.



Список литературы

1. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения: Учеб. пособие для вузов - 2-е изд. М.: Энергоиздат, 1981.

2. Криогенные системы: Учебник для вузов по курсу "Криогенная техника"/ А.М. Архаров, В.П. Беляков, Е.И. Микулин и др. М.: Машиностроение, 1987.

3. Лекае В. М. Процессы и аппараты химической промышленности: учебник для средних профессионально-технических училищ / В. М. Лекае, А. В. Лекае. - Москва: Высш. шк., 1984.

4. Додж Б.Ф. Химическая термодинамика. Пер. с англ. 1950.

5. Воробьев, Н. И. В 75 Технология связанного азота и азотных удобрений: тексты лекций по одноименному курсу для студентов специальности 1-48 01 01 «Химическая технология неорганических веществ, материалов и изделий» специализации 1-48 01 01 01 «Технология минеральных удобрений, солей и щелочей» очной и заочной форм обучения / Н. И. Воробьев. - Минск : БГТУ, 2011.

6. Проектирование и эксплуатация нефтебаз и газохранилищ. Едигаров С.Г., Бобровский С.А. 1973.

7. Справочник по физико-техническим основам криогеники/ М.П. Малков, И.Б. Данилов, А.Г. Зельдович, И.Б. Фрадков; под ред. М.П. Малкова. 3-е изд., перераб. и доп. М.:Энергоатомиздат, 1985.

Размещено на Allbest.ru

...