Пуск установки
При пуске установки атмосферный воздух засасывается через верхний штуцер 13 (см. рис. 3.3) ожижителя 12 криогенной газовой машины ЗИФ-1000. При этом клапаны 1 и 17 колонны перекрыты.
Сконденсированный воздух поступает из ожижителя по патрубку 11 в колонну и охлаждает ее, а сам испаряется. Затем воздух снова поступает в ожижитель, конденсируется там, стекая в колонну и т.д. Для осуществления такого многократно повторяющегося технологического цикла требуется небольшой объем воздуха, который практически не превышает 1 м3. Поэтому вымораживатель влаги и углекислоты, установленный в ожижителе, имеет небольшие размеры.
По истечению некоторого времени с момента пуска установки уровень кубической жидкости в испарителе поднимается выше острия штыря 16 термогидравлического датчика, в результате чего производительность по флегме пароструйного насоса автоматически снижается. Уровень жидкости в трубке 10 пароструйного насоса повышается, что контролируется по приборам, смонтированным на пульте управления. При достижении заданного уровня производительности переключение производится установки на установившийся режим работы, для чего закрывается верхний штуцер 13 ожижителя и открывается воздушный клапан 1 и кислородный клапан 17. Операцией, завершающей период пуска установки, является настройка клапана 5, регулирующего количество отводимого в атмосферу газообразного кислорода и обеспечивающего заданное соотношение между объемами поступающего в установку атмосферного воздуха и отводимого из нее в атмосферу газообразного кислорода.
Устройство и действие отдельных узлов установки Укрепляющая колонна с насосом.
Корпус 18 (см. рис. 3.4) азотной колонны представляет собой цилиндрическую трубу, внутренняя полость которой заполнена насадкой. В качестве насадки используются кусочки металлической сетки седлообразной формы. Применение насадки в азотной колонне позволяет обеспечить развитую поверхность контакта между стекающим потоком азотной флегмы и восходящим потоком паров воздуха.
В верхней части колонны расположен разбрызгиватель 19, обеспечивающий равномерное распределение флегмы по всему поперечному сечению колонны, а также исключающий возможность образования местных сплошных потоков жидкости.
Насос представляет собой трубу 23, внутри которой проходит напорная трубка 22, по которой подается флегма в верхнюю часть колонны. От трубы 23 насоса отходит сливная трубка 13 с гидравлическим затвором.
Исчерпывающая колонна с испарителем – вымораживателем
Исчерпывающая колонны представляет собой трубу 14 (см. рис. 3.4), заполненную такой же насадкой, как и укрепляющая колонна. На колонне установлен разбрызгиватель 17, аналогичный разбрызгивателю 19 укрепляющей колонны. На трубе 14 припаяны кольца 15, свернутые из гофрированной сетки.
Испаритель состоит из куба 28, в который впаяны вертикально расположенные трубки 29. Нижними концами трубки 29 впаяны в кольцевую трубу 32. На трубки 29 напаяна сетка 31. Кольцевая труба соединена трубой 30 с кубом и трубкой 2 с наполнительным стояком.
Наполнительный стояк состоит из двух труб – наружной 3 и внутренней 25. Внутренние полости обеих труб сообщаются между собой при помощи отверстий 4, имеющих в стенке внутренней трубы. Наполнительный стояк обеспечивает постепенный расход и равномерную подачу жидкого кислорода в вертикальные трубки 29 испарителя и является гидравлическим затвором.
На нижней части трубы 10, проходящей через куб испарителя и служащей для направления потока воздуха в колонну, закреплен сетчатый стакан 5, заполненный насадкой, как и труба 14. Куб 28 испарителя соединен со змеевиком 27, который заканчивается кислородным клапаном 26.
Рис. 3.4. Схема азотной колонны
При работе колонны атмосферный воздух засасывается через впускной воздушный клапан 9, поступает в кольцевое пространство 6 между нижним теплоизоляционным кожухом 8 и обечайкой 7, вокруг которой проходит змеевик 27. По змеевику идет холодный газообразный кислород. Воздух, омывая змеевик, охлаждается и из него оседает часть влаги, а кислород нагревается. Далее воздух проходит через сетчатую обечайку 31 между вертикальными трубами 29, при этом из него вымораживается влага и углекислота, которые оседают на сетке в виде снега и инея, а воздух еще более охлаждается.
Жидкий кислород, стекающий из колонны по наполнительному стояку в кольцевую трубу 32 и поступающий далее в вертикальные трубки 29, кипит и испаряется, а образующийся при этом газообразный кислород поднимается по трубам вверх, увлекая за собой капельки жидкого кислорода. Собирающийся в кубе 28 жидкий кислород по трубе 30 снова поступает в кольцевую трубу.
Часть газообразного кислорода по трубе 11 через клапан 12 снова поступает в колонну для разделения. Остальной газообразный кислород по змеевику 27 через клапан 26 выбрасывается в атмосферу.
После сетчатой обечайки 31 воздух поступает в сетчатый стакан 5, заполненный насадкой, где он очищается от остатков влаги и углекислоты. Далее воздух поступает в кольцевое пространство 1 6, в котором находятся кольца из гофрированной сетки 15. Эти кольца предназначены для вымораживания паров органических соединений, таких как ацетилен. Охлажденный воздух поступает в колонну 18, где происходит его разделение. В зоне входа воздуха в колонну поддерживается температура, примерно соответствующая температуре конденсации воздуха.