Меню Рубрики

Установка получения азота из атмосферного воздуха

1.3.2. Производство азота из воздуха

Для практического использования, будь то в лабораториях или на крупных промышленных предприятиях, азот получают тремя основными способами, все которые основаны на разложении атмосферного воздуха: 1) методом криогенного разложения воздуха, 2) с помощью короткоцикловой безнагревной адсорбции, и 3) методом мебранной диффузии.

Криогенное разложение воздуха

Криогенный способ воздухоразложения был изобретен германским ученым Карлом фон Линде более 100 лет назад (кстати отметим, что имя фон Линде и в наше время носит компания Linde Gas — один из крупнейших мировых подрядчиков по поставке газов промышленным предприятиям). Этот способ сводится к фракционной перегонке сжиженного атмосферного воздуха, и основан на различии в температурах кипения (испарения) его составных частей: азота, кислорода, аргона и других газов. Вратце, процесс заключается в следующем: вначале, атмосферный воздух сжимается до высокого давления. После сжатия, из сжатого воздуха удаляются твердые примеси, влага, а также двуокись углерода (углекислый газ CO2). Очищенный сжатый воздух подвергается обратному расширению, в результате чего охлаждается до степени сжижения составляющих его газов. После этого, полученная жидкость постепенно испаряется, и по мере испарения из нее пофракционно извлекаются азот (температура кипения -196°C), кислород (температура кипения -183°C), аргон и другие редкие газы.

Способ экономически оправдан только при значительной потребности в азоте. Обычно, криогенные азотные установки используются крупными предприятиями химической и металлургической промышленности: первые получают азот для дальнейшего его связывания с водородом процессом Хабера с получением аммиака NH3, который затем или используется в качестве удобрения непосредственно, или конвертируется в нитрат аммиака и также используется в качестве удобрения, или используется в качестве прекурсора при синтезе других химических соединений.

Для предприятий же металлургической промышленности азот вообще часто является отходом производства: при разложении воздуха, металлургические предприятия стремятся получить, в первую очередь, кислород, который требуется для плавки стали из железной руды — а азот обычно выпускается в атмосферу и частично продается.

Криогенные установки дороги как при покупке, так и затем в обслуживании, технически сложны, имеют значительные габариты (подходят обычно только для размещения на улице), но позволяют получать азот очень высокой чистоты (порядка 99,999% и даже выше) и в очень больших количествах.

Получение азота адсорбцией кислорода

Адсорбционный способ выделения азота из воздуха основан на различиях в размере молекул основных составных частей воздуха: азота и кислорода. Адсорбционная установка по получению азота состоит из емкостей-адсорберов (обычно парных, иногда имеющихся в большем четном количестве), заполненных адсорбентом — углеродными молекулярными ситами, или сокращенно CMS, от английского «Carbon Molecular Sieve». Эти молекулярные сита выглядят обычно как зерна или продолговатые цилиндрики черного цвета, диаметром 1. 3 миллиметра:


Углеродные молекулярные сита

CMS, используемые в адсорбционных установках для получения азота, имеют значительный объем пор, причем поры эти имеют входной размер порядка 3 ангстрем (=0,3 нм). Молекулы кислорода, имеющие кинетический диаметр примерно 2,9 Å, проникают в поры и задерживаются ими; молекулы азота с кинетическим диаметром 3,1 Å беспрепятственно проходят через слой адсорбента. Конечно, на практике, часть молекул кислорода проходит через адсорбент, не задерживаясь в нем; наоборот, часть молекул азота попадает в поры большего, чем расчетный 3,0 Å, размера и задерживается в них. Тем не менее, на выходе адсорбера получается газовая смесь, более или менее обогащенная азотом (отметим, что попутно CMS частично извлекают из сжатого воздуха и содержащуюся в нем парообразную влагу — и хотя для обеспечения более долгого срока службы молекулярных сит желательно подавать на вход адсорбционного генератора азота уже осушенный сжатый воздух, произведенный азот будет также и дополнительно осушен).

Так как адсорбент, углеродные молекулярные сита, имеет ограниченную емкость пор и, соответственно, ограниченную удерживающую способность, довольно быстро (в практических реализациях адсорбционных азотных генераторов, через 40. 200 секунд) наступает необходимость провести его регенерацию, то есть восстановить его удерживающую способность. Для этого, давление в адсорбере резко сбрасывается в атмосферу, что вызывает выход ранее задержанных молекул кислорода из пор CMS. Для более полного восстановления CMS, после сброса давления в адсорбер подается часть вырабатываемого в это время в другом адсорбере азота, который продувается через подлежащий регенерации адсорбер под давлением чуть выше атмосферного, «вымывая» из его пор все еще остающиеся в нем после сброса давления молекулы кислорода. Полученная газовая смесь, представляющая собой воздух с несколько повышенным содержанием кислорода, выбрасывается в атмосферу. После завершения регенерации, азот в течение еще некоторого времени продолжает поступать в адсорбер, но уже при закрытом сбросном клапане, в результате чего давление в адсорбере поднимается до уровня, присутствующего в системе. (Как вариант, например, показанный на схеме выше, конструкция установки может предусматривать проведение регенерации и последующего выравнивания давления не подачей азота непосредственно из одного адсорбера в другой, а из промежуточного азотного накопителя, для чего в конструкцию азотного генератора вводятся дополнительные клапаны).

Адсорберы в адсорбционной установке периодически (в соответствии с расчетной частотой регенерации) меняются ролями: рабочий адсорбер переходит в режим регенерации, а прошедший регенерацию становится рабочим. Адсорбционный метод получения азота также называют методом короткоцикловой безнагревной адсорбции (КЦБА): короткоцикловой — из-за частой смены ролей адсорберов, безнагревной — так как регенерация CMS проводится без какого-либо нагрева продуваемого через них азота.


Схема устройства азотной установки, работающей по принципу КЦБА

Адсорбционные генераторы азота относительно недороги как в плане капитальных вложений, так и в обслуживании, компактны, просты конструктивно и в обслуживании. Адсорбционные установки способны вырабатывать азот в небольших и средних количествах, и также, как и криогенные линии, позволяют при необходимости получать азот высокой чистоты — до 99,999% и выше. Однако, в отличие от криогенных установок, на которых получение азота низкой чистоты никогда не рентабельно, с помощью адсорбционных генераторов азота можно, если не нужна самая высокая чистота, получать и азот пониженной чистоты — 99,99%. 99,9%. 99% и так далее вплоть да «грязного» азота с чистотой 95% — при этом, азотная установка адсорбционного типа, отрегулированная на производство азота меньшей чистоты, будет иметь бóльшую производительность, чем та же установка, но отрегулированная на выработку более высокоочищенного газа; соответственно меняются и значения потребления установкой сжатого воздуха. Широкий диапазон производительности и возможной чистоты получаемого азота определяет и разнообразие применений адсорбционных генераторов азота — лабораторные модели встречаются в научных учреждениях и в лабораториях предприятий, а большие агрегаты снабжают азотом крупные производства пищевой, электронной, нефтедобывающей, маслоэкстракционной и других отраслей промышленности.

Получение азота способом мембранного разделения воздуха

Все основные и реально могущие быть использованы для практических целей способы получения азота основаны на разложении атмосферного воздуха. Выше мы кратко описали принцип работы адсорбционных установок по получению азота. Кроме них, существуют мембранные установки, в основе которых стоят т.н. мембранные модули воздухоразделения, представляющие собой емкости, обычно цилиндрической формы, внутри которых параллельно размещено множество волокон-«макаронин» из специальных полимерных материалов — полиимида, полисульфона, полифенилоксида. Сжатый воздух подается на вход мембранного модуля, откуда равномерно распределяется между всеми отдельными волокнами, поступая на их внутреннюю сторону. Стенки волокон представляют собой мембраны с ассиметричным расположением пор, через которые преференциально, то есть быстрее и легче всего, на внешнюю сторону волокон диффудируют молекулы воды H2O, водорода H2 и гелия He. Со средней скоростью через стенки проникают молекулы кислорода, а также углекислого газа CO2. Наоборот, преимущественно на внутренней стороне мембран остаются, из обычно содержащихся в воздухе веществ, молекулы азота, а также аргона и угарного газа CO. Как и в случае с адсорбционными азотными установками, в процессе производства азота мембранным способом он также доосушается.

Мембраны чрезвычайно чувствительны к наличию загрязнений, особенно к попаданию на них компрессорного масла. Мембранные модули большинства (но не всех) производителей нуждаются также, для эффективной работы, в специальном подогревании поступающего на их вход сжатого воздуха. Тем не менее, мембранные установки для получения азота, в целом, обычно все же несколько проще по конструкции, чем работающие по принципу короткоцикловой безнагревной адсорбции: например, КЦБА-установке требуется как минимум 2 впускных клапана (обычно, с электромагнитным приводом) для запуска сжатого воздуха в один или другой адсорбер, 2 аналогичных клапана для сброса давления из тех же адсорберов и, когда это предусмотрено конструкцией, еще 2 или более клапанов для перепускания азота из промежуточного накопителя обратно в адсорберы для проведения их регенерационной продувки и последующего выравнивания давления. Все эти клапаны у мембранного генератора азота отсутствуют.

Читайте также:  Установка потолков в общественных зданиях

К сожалению, сам принцип устройства мембранных установок для производства азота и сами свойства существующих в наше время материалов изготовления мембран не позволяют получение азота высокой чистоты. На практике, существующие промышленно изготавливаемые мембранные азотные генераторы ограничены «потолком» примерно в 99,5%.

источник

Получение азота. Генератор азота, азотная установка адсорбционного типа

Получение азота. Изготовление, сборка, тестирование и испытание генераторов азота (азотных установок) адсорбционного типа
производится на заводах в Швейцарии, Германии, Франции, Турции, США, Японии и Кореи

Компания в России Интех ГмбХ / LLC Intech GmbH на рынке инжиниринговых услуг с 1997 года, официальный дистрибьютор различных производителей промышленного оборудования, предлагает Вашему вниманию различные генераторы азота, азотные установки.

Общее описание и способы получения азота

Одним из самых известных, распространённых на нашей планете элементов является азот. Его содержание в атмосфере составляет более 78%. Это вещество может быть в связанном состоянии как органическим, так и неорганическим. Соединения азота важны для использования в сельском хозяйстве и промышленности. Каким способом следует получать азот, обусловлено необходимой чистотой данного элемента.

В промышленности получают азот следующими способами:

  • фракционная дистилляция жидкого воздуха — способ, основанный на разных температурах кипения для кислорода и для азота;
  • реакция (химическая) воздуха с раскаленным каменным углем;
  • газоразделение адсорбционным методом.

Фракционная дистилляция считается одним из самых экономичных методов получения молекулярного азота и представляет собой способ последовательного сжижения очищенного воздуха посредством охлаждения и расширения. Получив жидкий воздух, его перегоняют через фракции, поднимая медленно температуру. В результате этого сначала происходит выделение благородных сортов газов, а затем и азота. Однако температура кипения у азота -195,8 °C, немного ниже температуры другой составляющей воздуха, кислорода (-182,9°C). Так что, если осторожно нагревать жидкий воздух, то азот будет испаряться сначала. Азот в газообразном состоянии идёт потребителю в сжатом виде (15 МПа), им заполняют черные баллоны с желтой надписью «азот». Остается лишь кислород в жидком виде.

Такой способ получения азота обеспечивает ежегодное производство многих миллионов тонн азота. Далее азот идёт на последующую переработку для производства аммиака, роль которого в качестве сырья состоит в получении сельскохозяйственных и промышленных соединений, содержащих азот. Чистая азотная атмосфера может быть использована также в случае необходимости полного отсутствия кислорода.

Посредством дистилляции фракций есть возможность получить и «атмосферный азот».

Для получения этого вещества в промышленности широкое применение находят азотные установки, так называемые азотогенераторы, в которых используются различные методы газоразделения. Благодаря наличию новых современных технологий концентрация выпускаемого азота может достигать 10 ppm (99.999%).

Азот газообразной и жидкой фракций получают в процессе разделения воздуха атмосферного. Более 78 % по массе — довольно высокое содержание этого газа в атмосфере. Это гарантирует данному варианту получения азота экономичность, удобство выполнения, эффективность. Для получения азота используются специальные агрегаты, работающие на принципе мембранного, криогенного или адсорбционного разделения смеси воздуха. Основанные на принципе адсорбционного и мембранного разделения воздуха установки более просты в эксплуатации и являются довольно дешевыми. Принцип их действия основан на поглощении кислорода из атмосферного воздуха и поглощении других газовых примесей. Оборудование же криогенного принципа действия более сложно, требует высококвалифицированного обращения, однако применяется для получения жидкого азота. Конкретное решение и выбор метода получения азота зависит от области использования газа.

Лабораторные условия предполагают получение азота несколькими способами.

1) Самый известный способ его получения это реакция, основанная на разложении нитрита аммония:

Эта реакция протекает экзотермически, в ходе её протекания выделяется 80 ккал и требуется охлаждение ёмкости (сосуда). Однако в начале реакции нитрит аммония необходимо нагреть. При дальнейшем протекании реакции в насыщенный и нагретый раствор сульфата аммония по каплям добавляют раствор нитрита натрия, тоже насыщенный. Происходит реакция обмена, в ходе которой моментально разлагается нитрит аммония. Полученный при этом газ загрязнён оксидом азота, аммиаком и кислородом. От этих примесей он очищается при последовательном пропускании его через растворы сульфата железа, серной кислоты, а также его пропускают над раскалённой медью. Очищенный азот затем осушают.

2) Также можно получить азот лабораторным способом, который состоит в нагревании смеси в пропорции 1:2 по массе, состоящей, соответственно, из сульфата аммония и дихромата калия. Следующие уравнения отображают ход реакции:

3) При помощи разложения азидов металлов можно получить самый чистый азот:

4) Смесь благородных газов с азотом под названием «азот атмосферный» или «воздушный» можно получить путём реакции раскалённого кокса с воздухом:

Получается при этом, как его ещё называют, газ «генераторный» или «воздушный». Это, в принципе, сырьё, применяемое в качестве топлива или для химических синтезов. При поглощении монооксида углерода из этого сырья можно, при необходимости, выделить азот.

5) Следующий лабораторный способ, применяемый для получения азота, состоит в том, что аммиак пропуска над оксидом меди. Делается это при температуре около 700 °C:

Его (аммиак) берут из насыщенного нагреваемого аммиачного раствора. Количество окиси меди должно быть больше расчётного в 2 раза. Делается это непосредственно перед использованием: очищение азота от примесей аммиака и кислорода происходит при пропускании его над медью и оксидом меди (как мы упоминали выше при описании процесса разложения нитрита аммония), а затем его высушивают сухой щёлочью и при помощи серной кислоты (концентрированной). Это весьма медленный процесс, однако, он себя оправдывает: получаемый газ обладает достаточно хорошими показателями по чистоте.

6) А вот чистый азот или «химический» получают в лабораториях при добавлении хлорида аммония NH4Cl (при нагревании и насыщенного раствора) к нитриту натрия NaNO2 (твёрдому):

В зависимости от оснащённости лабораторий оборудованием, в лабораториях можно получать азот посредством его выделения из других веществ в ходе определённых химических реакций или при разложении или распаде последних, например:

1) с взрывом разлагается нитрит аммония (твёрдый):

2) при реакции окисления аммиака получаем:

3) при взаимодействии металла с азотной кислотой в разбавленном виде:

4) азид лития при термическом разложении даёт:

источник

УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТА ИЗ ВОЗДУХА: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТВЫ

Азот сегодня широко используется в виде газа и жидкого раствора во многих отраслях промышленности. который перед применением переводят в газообразное состояние при помощи специального оборудования — газификатора. Используется технический азот для обеспечения безопасности работы с легковоспламеняющимися веществами, в установках пожаротушения и для создания определенной среды, необходимой для осуществления технологических процессов.

Актуальность выбранной темы обусловлена тем, что автоматизация воздухоразделительных установок, кроме снижения трудозатрат на обслуживание и повышения надежности действия установки, дает технико-экономический эффект за

Анализ его свойств современными специалистами помог развитию различных современных технологий. Соответствующий ГОСТ устанавливает параметры, какими должен обладать азот для различных областей применения. Сегодня данный технический газ получают, используя современные установки воздухо- и газоразделения.

Атмосферный воздух представляет собой смесь азота, кислорода, аргона и других газов. Составные части воздуха не связаны между собой химическим взаимодействием. Приближенно воздух можно рассматривать как смесь только азота и кислорода, так как содержание в воздухе аргона и других газов составляет менее 1 %. В этом случае принимают объемное содержание в воздухе азота 79% и кислорода 21 %.

Разделение воздуха на кислород и азот является сложной технической задачей. Наиболее просто это сделать, если предварительно сжижать воздух и использовать затем для разделения его на составные части различия температуры кипения кислорода и азота. Жидкий азот, при атмосферном давлением, кипит при температуре минус 195,8 о С, а жидкий кислород — при температуре минус 182,9 о С. Таким образом, между температурами кипения этих сжиженных газов существует разница почти в 13 о С. Поэтому, если постепенно испарять сжиженный воздух, то сначала будет испаряться преимущественно азот, обладающий более низкой температурой кипения. По мере испарения азота из жидкости она будет обогащаться кислородом. Повторяя этот процесс многократно, можно добиться желаемой степени разделения воздуха на азот и кислород требуемой чистоты. Этот способ получения азота и кислорода из воздуха называют способом (методом) глубокого охлаждения и ректификации.

Читайте также:  Установка депарафинизации техно 101

В настоящее время получение азота и кислорода из атмосферного воздуха методом глубокого охлаждения и ректификации является наиболее экономичным, поэтому он имеет широкое промышленное применение. Этот способ позволяет получать азот и кислород практически в любых количествах. При этом расход электроэнергии составляет 0,4 — 1,6 кВтч на 1 м 3 кислорода, в зависимости от размеров и технологической схемы установки.

Современные установки для получения азота, кислорода и редких газов из воздуха можно разделить на три группы:

1) Кислородные установки для производства технического кислорода (99,2% — 99,5% О 2) и технологического кислорода (94% — 97% О 2),

2) Азотно-кислородные и азотные установки,

3) Установки для получения редких газов.

Производительность различных установок колеблется в пределах от 65 до 158000 м 3 /ч перерабатываемого воздуха

Производственные процессы в различных отраслях промышленности представляют собой совокупность взаимосвязанных технологическими потоками и действующими как единое целое машин и аппаратов, в которых осуществляется определенная последовательность технологических операций.

\ Современное производство требует постоянного контроля технологических параметров, их своевременного и точного регулирования и поддержания в заданных пределах. Эффективное решение этой задачи возможно только с использованием автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП).

Конечной целью автоматизации является создание полностью автоматизированных производств, где роль человека сводится к составлению режимов и программ протекания технологических процессов, контролю за работой приборов и их наладке.

Основные преимущества автоматизированного производства: облегчение труда, улучшение санитарно-гигиенических условий труда, повышение общего культурного уровня жизни человека, улучшение технико-экономических показателей, повышение качества продукции, повышение производительности труда, снижение себестоимости продукции.

Данная работа посвящёна усовершенствованию существующего стандартного процесса разделения воздуха с целью получения азота , путем внедрения автоматической системы регулирования (АСР) давления сжатого воздуха на входе в блок разделения установки воздухоразделительной

Рассмотрим основные методы получения азота из воздуха

1. Адсорбционный метод разделения воздуха основан на избирательном поглощении того или иного газа адсорбентами и получил широкое применение из-за следующих преимуществ:

— высокая разделительная способность по адсорбируемым компонентам в зависимости от выбора адсорбента;

— быстрый пуск и остановка по сравнению с криогенными установками;

— большая гибкость установок, т.е. возможность быстрого изменения режима работы, производительности и чистоты в зависимости от потребности;

— автоматическое регулирование режима;

— возможность дистанционного управления;

— низкие энергетические затраты по сравнению с криогенными блоками;

— простое аппаратурное оформление;

— низкие затраты на обслуживание;

— низкая стоимость установок по сравнению с криогенными технологиями;

Адсорбционный способ используется для получения азота и кислорода, так как он обеспечивает при низкой себестоимости отличные параметры качества..

Принцип получения азота при адсорбционном методе прост, но эффективен. Воздух подается в адсорбер — углеродные молекулярные сита при повышенном давлении и температуре внешней среды. В ходе процесса кислород поглощается адсорбентом, в то время как азот проходит через аппарат. Адсорбент поглощает газ до состояния равновесия между адсорбцией и десорбцией, после чего адсорбент необходимо регенерировать, т.е. удалить с поверхности адсорбента поглощённые компоненты. Это можно сделать либо путём повышения температуры, либо путём сброса давления. Обычно в короткоцикловой адсорбции используют регенерацию посредством сброса давления. Чистота азота по этой технологии 99,999 %.

Установка воздухоразделительная Аж-0,6-3 предназначена для производства азота жидкого особой чистоты по ГОСТ 9293-74 именно адсорбционным методом [3].

Разделение воздуха является одним из наиболее важных и ответственных технологических процессов на заводе. Основным технологическим оборудованием является блок разделения воздухоразделительной установки

2.Метод криогенного разделения базируется на тепло-массообменных процессах, в частности процессе низкотемпературной ректификации, основывающейся на разности температур кипения компонентов воздуха и различии составов, находящихся в равновесии жидких и паровых смесей.

В процессе разделения воздуха при криогенных температурах между находящимися в контакте жидкой и паровой фазами, состоящими из компонентов воздуха, осуществляется массо- и теплообмен. В результате паровая фаза обогащается низкокипящим компонентом (компонентом, имеющим более низкую температуру кипения), а жидкая — высококипящим компонентом.

Таким образом, процесс выглядит так: воздух, засасываемый многоступенчатым компрессором, проходит сначала через воздушный фильтр, где очищается от пыли, проходит влагоотделитель, где отделяется вода, конденсирующаяся при сжатии воздуха, и водяной холодильник, охлаждающий воздух и отнимающий тепло, образующееся при сжатии. Для поглощения углекислоты из воздуха включается аппарат — декарбонизатор, заполняемый водным раствором едкого натра. Полное удаление влаги и углекислоты из воздуха имеет существенное значение, так как замерзающие при низких температурах вода и углекислота забивают трубопроводы, и приходится останавливать установку для оттаивания и продувки

Полученный жидкий воздух подвергают дробной перегонке или ректификации в ректификационных колоннах. При постепенном испарении жидкого Пройдя осушительную батарею, сжатый воздух поступает в так называемый воздуха сначала выпаривается преимущественно азот, а остающаяся жидкость всё более обогащается кислородом. Повторяя подобный процесс многократно на ректификационных тарелках воздухоразделительных колонн, получают жидкий кислород, азот и аргон нужной чистоты. Возможность успешной ректификации основывается на довольно значительной разности(около

13 °С) температур кипения жидких азота (минус 196 °С) и кислорода (минус 183 °С). Несколько сложнее отделить аргон от кислорода (минус 185 °С). Далее разделенные газы отводятся для накопления в специальные криогенные емкости [3].

Промышленное использование технологии мембранного разделения газов началось в 70-х годах и произвело настоящую революцию в индустрии разделения газов. Вплоть до сегодняшних дней эта технология активно развивается и получает все большее распространение благодаря своей высокой экономической эффективности. Устройство современных мембранных газоразделительных и воздухоразделительных установок исключительно надежно. В первую очередь это обеспечивается тем, что в них нет никаких подвижных элементов, поэтому механические поломки почти исключены. Современная газоразделительная мембрана, основной элемент установки, представляет собой уже не плоскую мембрану или пленку, а полое волокно. Половолоконная мембрана состоит из пористого полимерного волокна с нанесенным на его внешнюю поверхность газоразделительным слоем. Суть работы мембранной установки заключается в селективной проницаемости материала мембраны различными компонентами газа. Разделение воздуха с использованием селективных мембран основано на том, что молекулы компонентов воздуха имеютразную проницаемость через полимерные мембраны. Воздух фильтруется

сжимается до желаемого давления, осушается и затем подается через мембранный модуль. Более «быстрые» молекулы кислорода и аргона проходят через мембрану и удаляются наружу. Чем через большее количество модулей проходит воздух, тем больше становится концентрация азота N2. Наиболее эффективно по затратам получать азот с содержанием основного вещества 93-99,5 % [3

Анализ процесса разделения воздуха как объекта управления

Производственные процессы в различных отраслях промышленности представляют собой совокупность взаимосвязанных технологическими потоками и действующими как единое целое машин и аппаратов, в которых осуществляется определенная последовательность технологических операций.

Производственные процессы рассматривают как последовательную смену состояний технологических операций во времени.

Разделение воздуха является одним из наиболее важных и ответственных технологических процессов на заводе. Основным технологическим оборудованием является блок разделения воздухоразделительной установки Аж-0,6-3

Анализ процессов, протекающих в блоке разделения, позволяет выделить основные входные, выходные параметры, а также возмущающие воздействия.

Возмущающими воздействиями являются:

— температура охлаждающей воды;

— число оборотов турбодетандера.

Управляющими воздействиями являются:

Выходными показателями являются:

— концентрация кислорода в жидком азоте.

2.2 Выбор и обоснование контролируемых и регулируемых параметров процесса разделения воздуха

Контролю подлежат технологические параметры, по которым можно наиболее полно оценить правильность протекания технологического процесса.

Читайте также:  Установка авр на huter dy6500lx

При выборе контролируемых величин необходимо руководствоваться тем, чтобы при минимальном их числе обеспечивалось наиболее полное представление о процессе. Контролю подлежат, прежде всего, те параметры, текущие значения которых облегчают ведение технологического процесса.

Анализ технологического процесса разделения воздуха позволяет определить основные контролируемые и регулируемые параметры.

Контролируемыми параметрами являются:

— температура воздуха перед входом в турбодетандер 1;

— давление воздуха, поступающего в турбодетандер 1;

— температура воздуха после турбодетандера 1;

— температура воздуха после турбодетандера 2;

— давление воздуха, поступающего в турбодетандер 2;

— давление воздуха после турбодетандера 2;

— уровень жидкости в кубе колонны;

— уровень жидкости в теплообменнике.

Регулируемыми параметрами являются:

Контроль за температурой воздуха обоснован тем, что возникают так называемые «пиковые нагрузки», появляющиеся в момент переключения адсорберов.

Регулирование давления сжатого воздуха обусловлено тем, что некоторые конструкции блока очень чувствительны к нарушению гидродинамического режима: даже незначительные изменения скорости газа в колонне ведут к неустойчивым режимам ее работы.

Контроль уровня жидкости в кубе колонны и теплообменнике позволяет предотвратить аварийные ситуации перелива жидкости и прекращения снабжения технологического процесса сырьём.

Передвижные азотные компрессорные станции ТГА®– надёжные и эффективные системы по получению азота (инертного газа) под высоким давлением из атмосферного воздуха. Передвижные компрессорные станции — это автономный источник сжатого воздуха, сжатого азота. Станции монтируются на грузовое шасси отличительные особенности азотных передвижных компрессорных станций ТГА®:

Область применения станций ТГА®:

· Испытание и ремонт трубопроводов;

· Удаление взрывоопасных веществ из оборудования и емкостей;

· Создание безопасной среды при работе с жидкими углеводородами;

· Бурение, освоение и ремонт нефтяных и газовых скважин;

· Участие в колтюбинговых операциях;

· Предотвращение и тушение подземных пожаров в шахтах.

ребуемой проходимости, либо на прицеп.

Азотные станции ТГА® состоят из следующих основных блоков: система воздухоподготовки, система сжатия воздуха (компрессор, привод компрессора), мембранный блок воздухоразделения (для азотной станции), автоматика станции, шасси.
Каждая из представленных в каталоге станций на шасси может быть выполнена в блочно-модульном исполнении — в контейнере, оборудованном салазками, либо смонтированном на прицепе — для перевозки тралом.
Станции в блочном исполнении оснащаются либо дизельным, либо электрическим приводом компрессора

· Увеличена концентрация азота – до 95-99% — за счёт применения мембран 5-го поколения;

· Блок охлаждения компрессора имеет меньшие массо-габаритные показатели и повышенную теплоотдачу;

· Система подготовки воздуха перед газоразделительным блоком включает в себя охладитель и подогреватель, что значительно снижает влажность подаваемого воздуха и как следствие увеличивает ресурс работы ГРБ;

· Увеличен ресурс работы компрессора за счет инновационных решений в сальниковых уплотнениях цилиндро-поршневой группы, клапана с ресурсом 5000 часов и более;

· Кольца цилиндро-поршневой группы выполнены по эксклюзивной технологии с напылением композитными материалами;

· На входе в компрессор установлен фильтр MANN (Германия), имеющий высочайшие показатели по соотношению «производительность-площадь». При этом попадание посторонних частиц в полость цилиндров компрессора практически исключено;

· Газоразделение происходит после 3-й ступени компрессора, что позволило снизить потребляемую мощность и расход топлива станций ТГА®;

· В системе смазки механизмов компрессора используется высококачественное синтетическое масло, позволяющее производить запуск компрессора без предварительного подогрева при температурах до -30 С;

· Система смазки цилиндров (лубрикатор) имеет встроенный ТЭН, обеспечивающий подогрев масла. Также установлен увеличенный бак для масла с автоматическим доливом;

· Для передачи крутящего момента от силовой установки к компрессору используется высоко-эластичная муфта BoWex (Германия);

· Погруженный датчик уровня топлива;

· Новая конструкция съёмного капота с применением современных шумо-тепло изоляционных материалов;

· Увеличенные топливные баки от 750 до 1200 литров (24 часа непрерывной работы);

· Освещение подкапотного пространства осуществляется светодиодными лампами «ТЕГАС»®;

· Гарантийный срок продлен до 24 месяцев;

· Подогрев подкапотного пространства системой типа Webaс

В результате проведённого анализа рассмотрена автоматизация процесса разделения воздуха при производстве азота.также

рассмотрена технология разделения воздуха, основные методы получения азота и технологическое оборудование для данного процесса. Показаны области применения азота,,достоинства и недостатки различных методов получения азота из воздуха.

. Основным технологическим оборудованием является блок разделения воздухоразделительной установки Аж-0,6-3 Анализ процессов, протекающих в блоке разделения, позволил выделить основные входные, выходные параметры, а также возмущающие воздействия.

Список использованных источников

2 Усюкин, И. П. Установки, машины и аппараты криогенной техники, часть 1: учебное пособие для вузов. М. Пищепром, 1976 г. — 344 с.

3 Епифанова, В.И. Разделение воздуха методом глубокого охлаждения/В.И. Епифанова, Л.С. Аксельрод; под ред. В.И. Епифановой, Л.С. Аксельрода. — М.: Машгиз, 1973. — 257 с.

4 Руководство по эксплуатации установки воздухоразделительной Аж — 0,6 — 3. — 198 с.

5 Инструкция по эксплуатации блока разделения воздуха установки Аж-0,6-3. — 26 с.

6 Лапаев, И.И. Автоматизация технологических процессов металлургических предприятий: учебно-метод. пособие / И.И. Лапаев, А.А. Буралков. — Красноярск: «ГАЦМиЗ», 1998. — 136 с.

7 Интеллектуальные датчики давления Метран-150 [Электронный ресурс]: Каталог продукции. — Режим доступа: http://www.metran.ru/netcat_files/973/941/150.pdf — Загл. с экрана.

8 Двухпроводный радарный уровнемер Rosemount серии 5400 [Электронный ресурс]: Лист технических данных; каталог 2008-2009. — Режим доступа: http://metratech.ru/file/Rosemount_5400.pdf — Загл. с экрана.

9 Компактный вибрационный сигнализатор уровня Rosemount 2110 [Электронный ресурс]: Лист технических данных; каталог 2006-2007. — Режим доступа: http://www.metran.ru/netcat_files/960/927/Rosemount_2110_PDS_00813_0107_4029_RevBA_rus.pdf — Загл. с экрана.

10 Интеллектуальный измерительный преобразователь температуры Rosemount 3144P [Электронный ресурс]: Лист технических данных; каталог 2008-2009. — Режим доступа: http://www.metran.ru/netcat_files/469/369/Rosemount_3144P_PDS_00813_0107_4021_RevNA_rus.pdf — Загл. с экрана.

12 Буралков, А.А. Автоматизация технологических процессов металлургических предприятий: учебно-метод. пособие / И.И. Лапаев, А.А. Буралков: ГАЦМиЗ — Красноярск, 1998. — 136 с.

13 Теория автоматического управления: учеб. для вузов / В. Н. Брюханов [и др.]; под ред. Ю. М. Соломенцева. — Изд. 3-е, стер. — М.: Высш. шк., 2000. — 268 с.

25 ГОСТ 2.105-95. ЕСКД. Общие требования к текстовым документам. — Введ. впервые; дата введ. 08.08.1995. — М.: Госстандарта РФ, 1995. — 47 с.

26 ГОСТ 21.404-85 СПДС. Автоматизация технологических процессов. — Введ. впервые; дата введ. 01.01.1986. — М.: Госстандарта РФ, 1986. — 36 с.

ВАРИАНТЫ ИСПО

Анализ его свойств современными специалистами помог развитию различных современных технологий. Соответствующий ГОСТ устанавливает параметры, какими должен обладать азот для различных областей применения. Сегодня данный технический газ получают, используя современные установки воздухо- и газоразделения. Анализ его свойств современными специалистами помог развитию различных современных технологий. Соответствующий ГОСТ устанавливает параметры, какими должен обладать азот для различных областей применения. Сегодня данный технический газ получают, используя современные установки воздухо- и газоразделения.

Рим основные характеристики азота. Данное вещество является нетоксичным газом, который не имеет цвета. Также он характеризуется отсутствием запаха и вкуса. Азот существует в природе и является невоспламеняющимся при нормальном давлении и температуре газом. Поскольку азот немного легче воздуха, с высотой в атмосфере его концентрация увеличивается. Если азот охладить до точки кипения, он из газообразного состояния перейдет в жидкое. Сжиженный азот представляет собой бесцветную жидкость, которая способна при определенной температуре и под воздействием соответствующего давления преобразовываться в кристаллическое твердое и бесцветное вещество. Азот является слабым проводником тепла Производство азота для использования в промышленности

Азот технический в наши дни используется во многих отраслях промышленности. Анализ его свойств современными специалистами помог развитию различных современных технологий. Соответствующий ГОСТ устанавливает параметры, какими должен обладать азот для различных областей применения. Сегодня данный технический газ получают, используя современные установки воздухо- и газоразделения. Научно-производственная компания «Грасис» является лидером в разработке и производстве оборудования для воздухоразделения и создания газовых сред. Мы разрабатываем и производим стационарные и мобильные установки, которые позволяют получать необходимый объем азота. Наша компания предоставляет свои услуги не только в России и странах СНГ, но и имеет множество клиентов в Восточной Европе.

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы

источник

Добавить комментарий