Методи промислового отримання продуктів - студопедія

Використання в промисловості продуктів розділенні повітря

ПРОДУКТИ РОЗПОДІЛУ ПОВІТРЯ

ПРОДУКТАМИ РОЗПОДІЛУ ПОВІТРЯ

Розділ 7. СИСТЕМИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПІДПРИЄМСТВ

У різних галузях промисловості широко застосовуються кисень та інші продукти розділення повітря - азот, аргон, неон, криптон, ксенон і гелій.

Кисень- найактивніший окислювач, що зумовило його широке застосування в чорній і кольоровій металургії, хімічної промисловості, ракетно-космічній техніці, машинобудуванні, медицині та ін.

Більше 50% кисню виробляється і споживається в чорній металургії. Застосування кисню в чорній металургії дозволяє інтенсифікувати металургійні процеси і поліпшити їх техніко-економічні показники. Кисень використовують також при виплавці кольорових металів - міді, нікелю, цинку і свинцю.

Рідкий азотблагодаря своєї нетоксичність, інертності і дешевизні широко використовується в якості кріоагента. Значні кількості рідкого азоту витрачаються при холодних опресовування і випробуваннях кисневого, водневого і гелієвого обладнання, а також в термобарокамерах, що імітують умови космічного простору.

Важлива сфера застосування рідкого азоту - харчова промисловість. Швидке охолодження і заморожування харчових продуктів шляхом розбризкування азоту і подальше їх зберігання в збагаченої азотом атмосфері забезпечують збереження смакових якостей і товарного вигляду продуктів протягом тривалого часу.

Рідкий азот застосовується також в сільському господарстві і медицині для зберігання біопродуктів.

У кріогенних системах рідкий азот широко використовують для охолодження проміжних екранів ізоляції обладнання, а також для попереднього охолодження великих мас металу надпровідних магнітів кабелів, трансформаторів і т. Д.

У ряді технологічних процесів використовується газоподібний азот. Вхіміческойпромишленностіазотнарядускіслородомслужітісходнимвеществомдляпроізводстваамміака, азотної кислоти, метанолу, мінеральних добрив та інших хімічних продуктів. Азот застосовують також як захисна інертного середовища при переробці нафти.

Аргон, неон, криптон і ксенон- інертні гази. Аргон поряд з азотом використовується при виплавці спеціальних сталей і сплавів, в машинобудуванні - при зварюванні металів. Неон, криптон і ксенон знаходять широке застосування в електроламповий і радіоелектронної промисловості, а також при проведенні досліджень в різних галузях промисловості.

Витяг інертних газів при виробництві кисню дозволяє значною мірою знизити його собівартість.

Більшість одержуваних при розділенні повітря газів представляють собою кріоагента, т. Е. Гази з нормальною температурою конденсації в широкому інтервалі температур нижче 120 К. Найбільш економічні способи їх виділення їх повітря (газової суміші) засновані на низькотемпературних методах - кондесаціонно-випарному і в деяких випадках адсорбционно-десорбціонную.

З конденсаційно-іспарітельнихметодов в техніці низькотемпературного розділення повітря використовується ректифікація. Низькотемпературна ректифікація відрізняється від відповідного високотемпературного процесу тим, що для її проведення необхідна система кріообеспеченія.

Призначення цієї системи:

- відведення теплоти з системи поділу повітря для компенсації теплопритоків і, якщо це необхідно, зрідження продуктів поділу;

- забезпечення відводу теплоти в процесі ректифікації з конденсатора і підведення теплоти в випарнику.

Для установок, що видають газоподібні продукти поділу повітря, такою системою є рефрижератор; для установок, що видають будь-які продукти в рідкому вигляді - зріджувач.

Система кріообеспеченія може працювати як самостійно, на окремому кріоагента, не пов'язаному з розділяється сумішшю (зовнішнє кріообеспеченіе), так і спільно з системою поділу на суміші, що і продуктах поділу (внутрішнє кріообеспеченіе). Існують і установки, в яких обидва способи поєднуються (комбіноване кріообеспеченіе).

Адсорбционно-десорбціонниеметоди поділу засновані на селективної (виборчої) адсорбції при низьких температурах окремих компонентів повітря на твердих адсорбентах і подальшої їх десорбції.

Використовувані для цієї мети адсорбенти (активоване вугілля, цеоліти. Силикогель, алюмогели) характеризуються великою питомою поверхнею пір (сотні квадратних метрів на грам) і достатню механічну міцність, щоб не стиратися при багаторазових циклах адсорбції і десорбції компонентів.

Крім того, ці методи використовуються для видалення з повітря парів води, діоксиду вуглецю і вуглеводнів.

У повітророздільних установках крім основних продуктів поділу (кисню та азоту) витягують і інші складові частини повітря - інертні гази. Всі вони. крім аргону, містяться в повітрі в дуже малих концентраціях.

В якості цінних продуктів економічно доцільно витяганні всіх компонентів повітря, крім діоксиду вуглецю, гелію і водню.