Установки низкого давления

Установки низкого давления для получения газообразного технологического кислорода обычно имеют производительность 1300-1400; 3500-6000; 7000-15000 и 25000-35000 м³/час кислорода.

В установках высокой производительности удельные холодопотери снижаются до 4-6 кДж на 1 кг воздуха. В этом случае становится возможным отказаться от воздуха высокого давления и для покрытия потерь холода использовать только воздух низкого давления Р_изб=0,5-0,6 МПа. Холод в крупных установках низкого давления получается путем расширения части воздуха низкого давления в турбодетандере, обладающем высоким к.п.д. (75-80%).

В установках низкого давления весь воздух, подаваемый турбокомпрессором, пройдя холодильник поступает под давлением в кислородные 1 и азотные 2 регенераторы блока разделения. 80% воздуха затем поступает в нижнюю колонну, а 20% отводится в турбодетандер 4 для получения холода. В турбодетандере воздух расширяется с 0,5-0,6 МПа до избыточного 0,05 МПа с производством внешней работы. При этом он охлаждается и подается в верхнюю колонну 5. Газообразный кислород из конденсатора и газообразный азот из колонны 5 отводятся в регенераторы. Затем кислород поступает в газгольдер, а азот выбрасывается в атмосферу.

Для предотвращения забивки насадок регенераторов твердой двуокисью углерода применяют различные способы. В основе лежит следующее требование: для того, чтобы осевшая на насадке твердая СО₂ могла сублимироваться и полностью удаляться обратными потоками продуктов разделения, необходимо на холодном конце регенераторов обеспечить минимальную разность температур прямого и обратного потоков газа.

Теоретически наименьшая разность температур между прямым и обратным потоками газов на холодном конце регенератора должна быть 4-5⁰С.

Наиболее часто применяют следующие способы предотвращения забивки регенераторов:

1. Отвод части воздуха из регенератора при 140-180 К (при этом в нем остается только СО₂) с последующим удалением из него СО₂ поглощением силикагелем в адсорберах (схема на нашем рисунке). Это установки АК_Т-16-2, К_ТА-33, КА_р-30.

2. Увеличение количества газов обратного потока в сравнении с количеством газов прямого потока в регенераторе (например, установка БР-1).

3. Применение воздушной или азотной тепловой петли (несбалансированного потока). Например, воздушная тепловая петля по методу «тройного» дутья, когда имеется 3-й регенератор, куда отводится часть воздуха, использована в установках К_т-12-2, К_тА-12-2, К-11-1, БР-5 и К_т-5-1.

Тепловую петлю осуществляют, отводя часть потока азота или воздуха в другой регенератор, а затем возвращая в общий поток.Расход энергии в установках низкого давления 0,4-0,6 кВт×ч/м³ О₂.