Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР

Омский политехнической институт

ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И ИСПЫТАНИЕ УСТАНОВКИ

РАЗДЕЛЕНИЕ ВОЗДУХА АжК-0,02М

Методические указания к лабораторной работе по курсу

«Установки разделения газовых смесей»

Омск 2012

Цель работы: Изучить устройство и получить практические навыки по эксплуатации установки. (Время 8 ч.)

1. Перед проведением лабораторных занятий подробно ознакомиться с правилами техники безопасности по обслуживанию установки.

2. На первом двухчасом занятии ознакомиться с технической характеристикой установки, изучить её схему и принцип действия.На следующих трех занятиях провести испытание установки в соответствующих режимах.

3. Испытания проводить при установившемся режиме установки, снятие показаний производить через каждые 10…..15 мин. Количество замеров должно быть не менее трех.

4. Получение результаты обработать по приведенной ниже методике. В качестве расчетных величин принимаются средние значения опытных данных.

1. Общая характеристика установки

Воздухоразделительная установка АжК-0,02М служит для получения азота и кислорода из атмосферного воздуха методом глубокого охлаждения. Установка работает по циклу высокого давления с детандером в трех режимах:

-получение жидкого азота с чистотой не менее 99,9%;

-получение газообразного азота с чистотой не менее 99,9%;

-получение газообразного кислорода с чистотой не менее 99,2%. Одновременное получение чистых O₂ и N₂ не предусматривается.

В комлект установки АжК-0,02М входят:

- воздушный компрессор КВ-100У;

- блок очистки и осушки воздуха;

- блок разделения;

- поршневой детандер ДВД-2;

- жидкостной насос НЖК-4;

- наполнительная рампа.

Ректификация воздуха осуществляется в «разрезной» колоне, т. е. в данном случае колонна высокого давления и колонна низкого давления не соединены вместе, а стоят рядом, чтопозволяет сократить общую высоту блока разделения.

Колонна высокого давления диаметром 100 мм заполнена насадкой из колец Рашига. Колонна низкого давления диаметром 214 мм – тарельчатого типа, имеет 25 тарелок. Конденсатор колонны высокого давления имеет 37 медных трубок размером ( 7*0,5) мм, высота (между решетками) 200 мм. Конденсатор колонны низкого давления состоит из 348 медных трубок (7*0,5) мм, высотой 270 мм.

Остальные теплообменные аппараты блокавыполнены витыми из медных трубок.

2. Краткие технические характеристики основного машиного оборудования

Техническая характеристика воздушного компрессора

Марка	КВ-100У
Производительность, м3/ч	120
Конечное давление, МПа	20
Число ступеней	4
Число оборотов в мин.	606
Мощность на валу, кВт	55

Техническая характеристика детандера

Марка	ДВД-2
Расход воздуха, кг/ч	78
Температура воздуха на входе, К	293
Давление на входе, Мпа	20
Давление на выходе, МПа	0,6
Число оборотов вала в мин.	320
Диаметр цилиндра, мм	28
Ход поршня, мм	130
Мощность тормозного электрогенератора, кВт	2,8

Техническая характеристика жидкостного насоса

Марка	НЖК-4
Производительность, л/ч	2…26
Давление нагнетания, Мпа	16,5
Число ступеней	1
Число ходов поршня в мин.	90
Диаметр цилиндра, мин.	15
Ход поршня, мм	17…40
Мощность электродвигателя, кВт	1,7

3. Основные показатели работы установки АжК-0,02м

1-й режим – получение жидного азота.

Производительность, л/ч Давление, МПа	15
- воздух высокого давления	20
- в колонне высокого давления	0,5…0,6
- в колонне низкого давления	0,14…0,15
- после детандера	0,5…0,6
Температура, 0С: -на входе в блок глубокого охлаждения	до 30
- отбросной поток – ниже температуры воздуха на входе в блок разделения	на 5…10
-после детандера – ниже температуры воздуха перед детандером	на 116…120
Анализы: -жидкий азот	99,9%
-кубовая жидкость	25…30% О2
-отбросной поток	75…77% N2

2-й и 3-й режимы – получение газообразных азота и кислорода

Производительность, м3/ч (Р=101 кН, t=+200C)	20 (N2) 17 (O2)
Давление, МПа: -воздух высокого давления	2…16
- в колонне высокого давления	0,4…0,5
- в колонне низкого давления	0,14…0,15
-продукт на наполнительную рамку	до 16,5
Температура, 0С: -на входе в блок глубокого охлаждения	до 30
- отбросной поток – ниже температуры воздуха на входе в блок разделения	на 3…8
Анализы: 2 режим – азот газообразный	99,9% N2
-кубовая жидкость	(70…75)% N2
-отборный газ	(77…80)% N2
3 режим – кислород газообразный	99,9% О2
-кубовая жидкость	(45…55)% N2
-отборный газ	(94…96)% N2
Азотная флегма	(90…92)% N2