Колонна однократной ректификации

Схема кислородного аппарата однократной ректификации представлена на рис. 35, а. Сжатый воздух из компрессора поступает в теплообменник, где охлаждается выходящими из аппарата по трубе 3 кислородом и по трубе 9 - азотом. Предварительно охлажденный в теплообменнике воздух по трубе 4 направляется в змеевик 6, погруженный в сосуд испарителя (куб) 5 с кипящим жидким кислородом. В змеевике сжатый воздух частично конденсируется и испаряет соответствующее количество кислорода. После змеевика воздух проходит дроссельный вентиль 7, что снижает избыточное давление до 0,2-0,3 кг·с/см² и по трубе 8 подается на верх ректификационной колонны. Часть воздуха при этом испаряется, а большая его часть - стекает вниз по тарелкам 2. Этот воздух обогащается кислородом, контактируя с поднимающимися парами на тарелках. В результате в испарителе собирается жидкий кислород, часть паров которого отводится через трубу 3 в качестве продукта. Образующиеся в испарителе и проходящие вверх по колонне пары обогащаются азотом; на верху колонны пар содержит 88-93 % азота и 7-12 % кислорода. Эта смесь (отбросный азот) по трубе 9 выбрасывается в атмосферу, предварительно пройдя через теплообменник, в котором смесь охлаждает поступающий сжатый воздух.

Схема азотного аппарата однократной ректификации представлена на рис. 35, б. Сжатый в компрессоре воздух после теплообменника подается через дроссельный вентиль 7 в куб 5 колонны, откуда через второй дроссельный вентиль 7 поступает в межтрубное пространство конденсатора 12 для охлаждения и конденсации газообразного азота, собирающегося в трубках конденсатора. Чистый газообразный азот отводится из-под крышки конденсатора, а жидкий азот сливается из карманов 11. Обогащенный кислородом воздух из межтрубного пространства конденсатора отводится, как и газообразный азот, в межтрубное пространство теплообменника, охлаждая поступающий в колонну сжатый воздух.

  Рис. 35. Схемы аппаратов однократной ректификации: а - кислородный; б - азотный; 1 - ректификационные колонны; 2 - тарелки; 3,9 - трубы для отвода кислорода и азота; 4 - труба для подвода сжатого воздуха; 5 - куб колонны; 6 - змеевик испарителя; 7 - дроссельные вентили; 8 - труба для подачи жидкого воздуха на верхнюю тарелку; 10 - насадка (или тарелки); 11 - карманы конденсатора; 12 - конденсатор

При получении технического кислорода аппарат однократной ректификации работает неэкономично, т.к. вместе с отбросным азотом в атмосферу выбрасывается около 1/3 кислорода, содержавшегося в перерабатываемом воздухе. Обусловлено это тем, что верхняя тарелка орошается жидким воздухом, над которым равновесный по составу пар теоретически должен содержать около 7 % кислорода. Для того чтобы уменьшить потери кислорода с отходящим азотом, необходимо верхнюю тарелку орошать не жидким воздухом, а жидким азотом; для этого применяются аппараты двукратной ректификации.

Дата добавления: 2015-07-24