Установка ККж-0,15

Воздухоразделительная установка ККж-0,15 предназначена для производства газообразного и жидкого технического кислорода, а также жидкого азота. 

Работа установки возможна в 4-х режимах:

Режим I (основной).  Производство газообразного технического кислорода I-го сорта высокого давления.

Режим II .  Производство газообразного кислорода повышенной чистоты (99,9 % О₂) высокого давления.

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

Режим IV .  Производство жидкого азота 2-го сорта.

Среднесуточное значение температуры наружного воздуха в холодное время года должно быть не ниже минус 40 ⁰С.

Минимальное давление всасываемого воздуха 92 кПа (690 мм. рт. ст.).

Установку допускается эксплуатировать в районах с сейсмичностью до 8 баллов.

Масса установки (без компрессора) 10,7 т.

 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ПОКАЗАТЕЛИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

КОМПЛЕКТНОСТЬ ПОСТАВКИ ОБОРУДОВАНИЯ

Примечания :  Воздушный компрессор входит в комплект поставки по договоренности с Заказчиком.

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ УСТАНОВКИ

Описание работы установки ККж-0,15 и обозначение аппаратов в соответствии со схемой. Все давления при описании схемы даны как абсолютная величина.

            Режим I  – производство газообразного технического кислорода высокого давления

Атмосферный воздух в количестве 960 м³/ч сжимается в компрессоре - К1 до давления 45…48 кгс/см² и, после охлаждения в концевом холодильнике компрессора, при температуре 313 К направляется во влагоотделитель А1, а затем в теплообменник-ожижитель А2, где за счет теплообмена с обратными потоками отбросного азота и продукционного кислорода его температура достигает 281 К.

Предварительно охлажденный воздух через влагоотделиль А3 попадает в блок комплексной цеолитовой очистки и осушки воздуха БО, где его осушают от паров воды, очищают от углекислоты и углеводородов.

Сухой и чистый воздух после блока очистки при температуре 283 К подается в основной теплообменник А4, где за счет теплообмена с отбросным азотом и продукционным  кислородом охлаждается до 156 К. При этой температуре часть воздуха (около 75 %) отбирается для расширения в турбодетандере ТD до давления 6,7 кгс/см² и далее поступает в куб нижней ректификационной колонны А5. Оставшаяся часть воздуха доохлаждается в нижней секции основного теплообменника А4 до температуры 121 К. После основного теплообменника эта часть воздуха дросселируется через регулирующий клапан на 7-ю тарелку нижней колонны А5.

В нижней ректификационной колонне А5 происходит предварительное разделение воздуха на обогащенную до 33 % об. 0₂ кубовую жидкость и азотную флегму с содержанием 2,5 % об. 0₂ .

Кубовая жидкость при температуре 101,3 К отбирается из куба нижней колонны и подается в переохладитель А6 (секцию охлаждения кубовой жидкости), где за счет теплообмена с отбросным азотом переохлаждается до температуры 96,8 К. После этого аппарата поток кубовой жидкости дросселируется до давления 1,45 кгс/см² и через межтрубное пространство переохладителя жидкого кислорода А7 подается на 41-ю тарелку верхней ректификационной колонны А8.

Азотная флегма при температуре 97,8 К отбирается из верхней части нижней колонны и направляется в переохладитель А6 (секцию охлаждения азотной флегмы), где за счет теплообмена с отбросным азотом переохлаждается до температуры 95,8 К. Охлажденная азотная флегма дросселируется через регулирующий клапан до 1,4 кгс/см² и при температуре 80,8 К вводится на верхнюю тарелку для орошения верхней колонны А8.

Технический кислород с концентрацией 99,7 % об. 0₂ отбирается из куба верхней колонны в жидком состоянии и подается в переохладитель жидкого кислорода А7, где за счет кипения кубовой жидкости его охлаждают с 94,8 К до 87,5 К. После охлаждения продукционный кислород с помощью насоса Н нагнетают в кислородную секцию основного теплообменника А4 . В основном теплообменнике кислород газифицируется и нагревается до 277 К, после чего подает в теплообменник–ожижитель А2, где он нагревается до 298 К. Из теплообменника А2 газообразный кислород через наполнительную рампу закачивается в баллоны или реципиенты.

Отбросной азот с концентрацией 2…2,5 % об. 0₂ при температуре 80,8 К из верха колонны А8 последовательно проходит межтрубные пространства  переохладителя азотной флегмы и кубовой жидкости А6, основного теплообменника А4 и теплообменника–ожижителя А2, нагревается до температуры 308 К и делится на две части: одна часть - сбрасывается в атмосферу, другая – подается в электроподогреватель и далее на регенерацию либо охлаждение блока очистки БО.

Принципиальная схема воздухоразделительной установки ККж-0,15: 

Режим II  –  производство газообразного кислорода повышенной чистоты

Работа установки в этом режиме идентична режиму I. Отличие заключается в уменьшении отбора жидкого кислорода из куба верхней колонны путем снижения производительности насоса жидкого кислорода Н. Уменьшение производительности регламентируется концентрацией кислорода повышенной чистоты – 99,9 % О₂.

Режим III  –   производство жидкого технического кислорода

Отличие работы установки в этом режиме заключается в повышении давления после компрессора 65…70 кгс/см². При этом насос жидкого кислорода Н отключен, а жидкий охлажденный кислород сливается после переохладителя А7 в емкость потребителю. Температура воздуха перед турбодетандером повышается до 180 К.

Режим IV – производство жидкого азота

В этом режиме давление воздуха в цикле также максимальное. Насос Н отключен. Часть азотной флегмы после переохладителя А6 через регулирующий вентиль подается в емкость потребителю. Т.к. в этом режиме не производится технологический отбор жидкого кислорода, то для обеспечения проточности конденсатора установки производится принудительный слив небольшого количества жидкости (0,5% от перерабатываемого воздуха) из куба верхней колонны в теплообменник безопасности. 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.

МОНТАЖ И РАЗМЕЩЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ

Оборудование установки ККж-0,15 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.

В помещении (рекомендуемый размер такой станции составляет 12 х 12 м) размещается только то оборудование, которое не может быть установлено на открытом воздухе. Вне здания устанавливаются: блок разделения и испаритель быстрого слива. Блок разделения передней панелью примыкает к проему в стене станции, внутрь которой входит вся арматура, турбодетандер, насос жидкого кислорода и местные приборы контроля. Для блока разделения необходим бетонный фундамент, к которому он крепится фундаментными болтами.

По желанию заказчика может быть разработан план помещения воздухоразделительной станции других размеров.