Состав установок.

Классификация ВРУ.

(См. лекцию 1).

Кислород в промышленности используется только в газообразном состоянии. Однако, при больших масштабах его потребления, транспортировка и хранение кислорода в жидком состоянии экономически и технически более выгодны, чем в газообразном состоянии. В этой связи в промышленности эксплуатируются различные типы установок, производящих жидкий кислород. Сложность схемы установки зависит от её производительности.

На крупных воздухоразделительных установках, работающих по циклу низкого давления, одновременно с газообразными продуктами возможно получение небольшой доли кислорода в жидком состоянии. При большом количестве перерабатываемого воздуха даже при малой доле жидкого продукта () удается сливать из блока разделения достаточное его количество. Однако такой вариант встречается редко. Гораздо чаще установки жидкого кислорода проектируются на базе циклов среднего или высокого давления с детандером. Установки производительностью 2000–6000 кг/ч жидкого кислорода работают по циклу среднего давления с азотным циркуляционным циклом. Установки, вырабатывающие 200–2000 кг/ч жидкого кислорода, проектируются на основе циклов высокого давления. Более мелкие установки разрабатываются на базе циклов высокого давления. Иногда в них дополнительным источником холода служит фреоновая холодильная машина. В установках, где расход воздуха через детандер менее 300 кг/ч, используются поршневые детандеры, так как при малой производительности турбодетандеры имеют низкий адиабатный к.п.д. ().

Во всех остальных случаях предпочтение следует отдавать турбодетандерам. Установки с такими машинами более надежны, легче регулируются и взрывобезопаснее, так как исключается занос масла из детандера в ректификационный аппарат.

Некоторые установки среднего давления, производящие газообразный кислород, допускают переключение их на режим жидкого кислорода. При работе установки в жидкостном режиме используются все резервы её холодопроизводительности: включается дополнительная холодильная машина, на детандер подается максимальное количество воздуха, устанавливают максимальную величину давления воздуха на входе в блок разделения.

В установках высокого и среднего давления сжатие воздуха осуществляется в поршневых компрессорах. Осушка и очистка воздуха от CO₂ и углеводородов производится методом адсорбции с помощью цеолита NaX. Блок комплексной осушки и очистки включается обычно после предварительного теплообменника.

Хладоновая холодильная машина предусматривается во всех современных установках высокого и среднего давления, производящих жидкий кислород, независимо от их производительности.

В установках более раннего выпуска, работавших с поршневым детандером, холодильные машины отсутствовали. Их включение в схему современных установок оправдано, так как они создают значительную дополнительную холодопроизводительность и отличаются довольно высокой надежностью.

В установках среднего и высокого давления холодильная машина охлаждает поток воздуха, направляемый в турбодетандер. Она включена в схеме после блока осушки и очистки. Воздух в машине охлаждается до температуры минус 20–30 °С.

В установках малой производительности с поршневыми детандерами весь поток воздуха охлаждается в холодильной машине, установленной между предварительным и основным теплообменниками. Причем воздух охлаждается в ней перед очисткой и после очистки в цеолитовом блоке. Иногда предварительный теплообменник отсутствует в схеме установки. В таких случаях воздух охлаждается в холодильной машине, установленной на схеме непосредственно после компрессора.