Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Гончаров А.И -> "Химическая технология, ч. 1." -> 64

Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И

Гончаров А.И, Середа И.П Химическая технология, ч. 1. — Киев, издательское объединение «Вища школа», 1979. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): goncharoff1.djv
Предыдущая << 1 .. 58 59 60 61 62 63 < 64 > 65 66 67 68 69 70 .. 133 >> Следующая


Фреони мають невисокі тиски конденсації і випарювання і, як правило, неотруйні, пожежо- і вибуховобезпечні, а також не викликають корозії звичайних конструкційних матеріалів. Недоліком фреонів є дуже низька в'язкість і відносно висока взаємна розчинність фреонів і мастил.

Глибоке охолодження. Для зрідження O2, N2, H2, Не та інших газів, які мають критичні температури, набагато нижчі за —100° С, застосовують дроселювання; розширення газу з виконанням зовнішньої роботи в детандері і комбінування дроселювання газу та його розширення в детандері.

Економічність будь-якого процесу зрідження газу визначається витратою роботи на зрідження 1 кг газу, а ступінь удосконаленості процесу — відношенням фактичної питомої витрати роботи до теоретично мінімальної.

Як показують розрахунки, робота (в кВт • год/кг), що витрачається на зрідження 1 кг газу за ідеальним циклом, дорівнює:

Практично ідеальний процес зрідження газу з такою мінімальною витратою роботи здійснити неможливо, тому що при цьому потрібно стискувати газ до надто високих тисків 49 • 10" Н/м2 (500 000 ат). Промислові установки для зрідження газів працюють при значно нижчих тисках, які не перевищують кількох сот атмосфер. Відповідно

Повітря Кисень Водень Гелій

0,205 0,177 3,310 1,190

Азот

Метан

Етилен

0,220 0,307 0,119

в промисловості і витрати енергії набагато вищі, ніж в умовах ідеального циклу зрідження. Цикли з розширенням газу в детандері економічніші, ніж цикли, що грунтуються на ефекті дроселювання. Найбільш економічними е комбіновані цикли глибокого охолодження, в яких газ зріджується з найменшими витратами енергії.

Установки для зрідження газів. Зниження температури при одноразовому дроселюванні навіть при великому перепаді тиску

Повітря

Побітря

Рис. 65. Найпростіший холодильний цикл.

, Рідке \ повітря

невелике (див. табл. 5). Тому одноразовим дроселюванням навіть при високому початковому тиску не можна знизити температуру газу настільки, щоб він перетворився в рідину. Проте багаторазовим дроселюванням, застосовуючи принцип регенерації холоду, можна досягти досить низьких температур. Суть цього принципу полягає в безпосередньому використанні холоду, що виникає під час дроселювання, для охолодження нових порцій газу.

Стиснений газ, який надходить до дросельного вентиля, охолоджується в протитечійному теплообміннику холодом дросельованого газу. Отже, початкова температура газу знижується ще до його розширення. На рис. 65 наведено принципову схему найпростішої уста-HOBKHjUTH чріджрішя газу з одноразовим дросслювшіням.Газ стискуєть-"ся~компресором / від тиску P1 до тиску р2, при цьому температура його підвищується з до ^4, потім газ охолоджується у водяному холодильнику 2 до початкової температури ^1. Далі стиснений газ надходить у протитечійний теплообмінник З, де охолоджується до температури t2 холодним газом, який іде після дроселювання в протилежному напрямку. Після теплообмінника 3 охолоджений стиснений газ дроселюється вентилем 4 до початкового тиску ръ внаслідок чого температура його знижується до ^3. Після дроселювання газ проходить через теплообмінник З, охолоджуючи нову порцію стисненого газу до температури ^2, нагріваючись сам до температури J1, і виходить з установки. Коли встановиться режим роботи, в резервуарі 5 починає збиратися зріджений газ.

Кількість рідкого газу, який можна добути в такій установці, визначається енергетичним балансом апарата. Холодопродуктивність і вихід рідкого газу збільшуються приблизно прямо пропорційно тиску, а питома вага енергії — із збільшенням тиску зменшується.

Цикл з одноразовим використанням зовнішньої роботи газу, що розширюється в детандері, наведено на рис. 66. 1 аз надходить у ком-ііресор і при тиску ^стискується до тиску р2 [ (40—50) • 106 Па], охолоджується в водяному холодильнику 2, а потім у протитечійно-МУ теплообміннику 3, після чого розділяється на два потоки: один

Побітря і /

Побітря

Рис. 66. Холодильний цикл з розширенням газу для здійснення зовнішньої роботи.

т Рідке f побітря

Рис. 67. Холодильний Ішкл низького тиску.

Рідке побітря

Побітря

надходить у детандер 4, а другий через теплообмінники 5 і 6 прямує до дросельного вентиля 7. Зріджена частина газу виводиться з циклу через резервуар 8, а незріджений газ використовується в теплообмінниках 3,5 і 6 для охолодження стисненого газу.

Газ після детандера проходить теплообмінники 5 і З і разом з газом, що надходить з теплообмінника 6, повертається на початок процесу.

Близько 75—80% газу надходить в детандер, а решта — на дроселювання. При цих умовах на 1 кг рідкого повітря витрачається близько 0,9 кВт • год енергії. Недоліками циклу з одноразовим розширенням і виконанням зовнішньої роботи є недостатнє використання роботи поршневої машини, трудність її змащення.

Холодильний иикл низького тиски. В 1937 р. в Інституті фізичних проблем AH CFCP академік П. "Tl. Капіца розробив холодильний цикл низького тиску (рис. 67). Газ стискується в компресорі / до надлишкового тиску 6 • 106 Па, проходить через теплообмінник-регенератор 2 особливої будови, де охолоджується до —155—160° C Для охолодження регенератора використовується газ, який не перетворився в рідину і виводиться з установки. Після теплообмінника-регенератора газ розділяється на два потоки: менша частина його надходить у міжтрубний простір конденсатора 3, де зріджується і стікає в збірник 5, а більша частина надходить у турбодетандер 4, де розширюється до надлишкового тиску 1,5 • 106 Па, виконуючи зовнішню роботу. При цьому газ додатково охолоджується до —185—187° C і частково зріджується. З турбогенератора газ надходить у трубки конденсатора 3, де охолоджує ту частину газового потоку, яка йде в міжтрубний простір конденсатора із теплообмінника-регенератора 2. При цьому близько 5% газу, який стискувався у компресорі, зріджу-
Предыдущая << 1 .. 58 59 60 61 62 63 < 64 > 65 66 67 68 69 70 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed