Установка АжКж-0,25

Воздухоразделительная установка АжКж-0,25 предназначена для производства жидкого азота особой чистоты, жидкого и газообразного технического кислорода под давлением.

Работа установки возможна в 3-х основных режимах эксплуатации:

Режим I .  Производство жидкого азота особой чистоты

Режим II .  Производство жидкого технического кислорода I-го сорта.

Режим III .  Производство газообразного технического кислорода I-го сорта под давлением.

Возможна также работа установки и в комбинированных режимах с одновременным производством жидких продуктов разделения и небольшого количества газообразного кислорода под давлением.

Установку допускается эксплуатировать в районах с сейсмичностью до 8 баллов.

Установка АжКж-0,25 работает по циклу высокого давления.

 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

 ПОКАЗАТЕЛИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

  КОМПЛЕКТНОСТЬ ПОСТАВКИ ОБОРУДОВАНИЯ

В комплект поставки не входят:

• Здания и сооружения.
• Грузоподъемные механизмы.
• Освещение, вентиляция, отопление.
• Межблочные трубопроводы.
• Опоры трубопроводов.
• Межблочные кабельные лотки.
• Силовые кабели и межблочные кабели КИП и А.
• Силовые распределительные и пусковые шкафы.
• Система заземления.
• Противопожарная система.
• Система охлаждения воды и трубопроводы.
• Теплоизоляционные материалы.
• Сравнительные газы.
• Расходные материалы.

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ УСТАНОВКИ

Описание работы установки АжКж-0,25 и обозначение аппаратов в соответствии со схемой.

Установка базируется на цикле высокого давления с турбодетандером и использованием умеренного холода.

Принципиальная схема воздухоразделительной установки АжКж-0,25:

Режим I  –  Производство жидкого азота особой чистоты

          Атмосферный воздух после сжимается в компрессоре К до давления 200 кгс/см². После концевого холодильника  компрессора воздух поступает во влагоотделитель А1 для отделения капельной влаги, а затем в теплообменник А2, где охлаждается отходящей отбросной фракцией до температуры 281 К.

            Далее воздух направляется через влагоотделитель А3 в блок комплексной очистки, где осушается от оставшейся влаги и очищается от углекислоты и углеводородов, проходя через один из двух адсорберов, заполненных цеолитом марки NaX.

          Очищенный и осушенный воздух с температурой 283 К делится на две части. Один поток в количестве 0,58 кмоль/кмоль п.в. поступает в хладоновый теплообменник А4, где охлаждается до температуры 243 К за счет кипения хладона R-22. Остальная часть воздуха поступает в основной теплообменник блока разделения - А5, где охлаждается до температуры 132 К за счет теплообмена с отходящим из узла ректификации потоком отбросной фракции. Из хладонового теплообменника А4 воздух направляется в турбодетандер ТД и расширяется до давления 0,7 МПа (7 кгс/см²), при этом температура его понижается  до 108 К.

          Воздух в количестве 0,42 кмоль/кмоль, пройдя основной теплообменник А5, дросселируется через вентиль ВР₁ до давления 0,7 МПа, соединяется с воздухом после турбодетандера, и направляется в куб нижней колонны А6.

           В нижней колонне воздух разделяется на обогащенную кислородом кубовую жидкость и азотную флегму (жидкий азот особой чистоты).

Кубовая жидкость проходит через переохладитель А7, затем дросселируется через вентиль ВР₈ до давления 0,15 МПа в куб верхней колонны А8.

          Поток жидкого азота, отбираемый из кармана нижней колонны А6 проходит, соответствующую секцию переохладителя А7, охлаждается там до температуры 88 К, а затем в количестве 250 кг/ч выдается через регулирующий клапан ВР₅ потребителю  в емкость.

Отбросная кислородная фракция, отходящая из верхней колонны, последовательно проходит межтрубные пространства переохладителя А7 основного теплообменника А5 и теплообменника-ожижителя А2, где подогревается до 310 К. Далее из этого потока отбирается необходимое количество газа на регенерацию и охлаждение блока очистки, а остальное сбрасывается в атмосферу.

Т.к. в этом режиме не производится технологический отбор жидкого кислорода, то для обеспечения проточности конденсатора установки производится принудительный слив небольшого количества жидкости (5 м³/ч от перерабатываемого  воздуха) из куба верхней колонны в теплообменник безопасности А10. В этом аппарате происходит испарение сливаемой жидкости за счет теплообмена с проточной водой. Это необходимо для предотвращения возможного накопления ацетилена и других углеводородов в жидком кислороде, кипящем в конденсаторе блока разделения.

Режим II – Производство жидкого технического кислорода

Давление в цикле и распределения потоков воздуха в установке в этом режиме аналогичны режиму I. Отличие заключается лишь в работе узла ректификации. В этом режиме отбор жидкого азота из установки не производится. Весь поток азотной флегмы, отбираемый из кармана нижней колонны проходит, соответствующую секцию переохладителя А8, охлаждается там на 11...12 град ниже температуры насыщения, а затем дросселируется через клапан ВР₃ в верхнюю  колонну на ее орошение.

Кубовая жидкость при температуре 101 К отбирается из куба колонны А6, охлаждается в соответствующей секции переохладителя А7 до 97.5 К, дросселируется через клапан ВР₂ в межтрубное пространство переохладителя жидкого кислорода А9 и направляется на 41-ю тарелку верхней колонны А8.

В верхней колонне происходит окончательное разделение воздуха на газообразную азотную фракцию концентрацией ~10 % О₂ и жидкий кислород концентрацией 99.7 % О₂.

Жидкий продукционный кислород из куба верхней колонны в количестве 250 кг/ч охлаждается до температуры 87 К в переохладителе А9 и через регулирующий клапан ВР₄ сливается в криогенную  емкость.

Насос жидкого кислорода в этом режиме отключен.

МОНТАЖ И РАЗМЕЩЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ

 Оборудование установки АжКж-0,25 поставляется в виде блоков и агрегатов высокой заводской готовности. Монтаж межблочных аппаратов и арматуры; подсоединение системы предварительного охлаждения и привязка к сети распределения продуктов разделения воздуха выполняется в минимальные сроки.

Шеф-монтаж оборудования, пуск и наладку установки, а также технологическую часть проекта станции могут осуществить специалисты ПКФ «Криопром» по взаимной договоренности с заказчиком.

В помещении размещается только то оборудование, которое не может быть установлено на открытом воздухе. Вне здания устанавливаются: блок разделения и испаритель быстрого слива. Блоки очистки и разделения передней панелью примыкают к проему в стене станции, внутрь которой входит вся арматура, турбодетандер, насос жидкого кислорода и местные приборы контроля. Минимальный размер помещения машинного зала станции составляет 12 х 12 м. Высота здания – 7,2 м. В здании должен быть предусмотрен мостовой кран грузоподъемностью не менее 5т.