ОСОБЕННОСТИ ТРАНСПОРТИРОВКИ АЗОТА И КИСЛОРОДА

Кислород и другие продукты разделения воздуха транспортируют в газообразном и жидком виде по трубам или в сосудах и баллонах. По трубопроводам жидкий кислород целесообразно транспортировать на небольшие расстояния до нескольких сотен метров. Гибкие шланги и трубопроводы при этом должны быть снабжены изоляцией (для гибких шлангов – на основе волокнистых материалов, для трубопроводов – газонаполненные или вакуумные).

Сосуды для транспортировки жидкого кислорода также должны иметь тепловую изоляцию. Хранится жидкий кислород в заводских хранилищах. Потребителям может доставляться с помощью автомобильных газифицированных установок, автомобильных танков и ж/д цистерн. Все стационарные хранилища жидкого кислорода должны быть снабжены газгольдерами для сбора испаряющегося кислорода.

Газообразный кислород может транспортироваться потребителю по трубопроводам на расстояния до нескольких десятков километров.

Транспортировка кислорода и азота в сжатом виде, в баллонах при давлении 15МПа осуществляется при небольших расходах. Трубопроводы для транспортировки продуктов разделения воздуха бывают межзаводские, межцеховые и внутренние.

Межцеховые – подземные и надземные. Надземные трубопроводы прокладываются либо по обособленным опорам, либо по стенам цехов на кронштейнах. Снаружи трубопроводы покрываются тепловой и гидроизоляцией. По категориям кислородопроводы подразделяются в зависимости от давления:

1. первая 6, 4-20 МПа (применяются латунные и медные трубы)

2. вторая 25-64 МПа (стальные бесшовные)

3. третья 16-25 МПа (стальные бесшовные или стальные электросварные)

4. четвертая до 16 МПа (стальные бесшовные и электросварные)

Подземные кислородопроводы изготавливаются из стальных бесшовных труб. Для отличия транспортировки газа трубопроводы окрашиваются в определенные цвета:

· кислород – голубой

· азот – черный.

Жидкий кислород транспортируется по трубам изготовленным из меди, ее сплавов или из нержавеющей стали. Наилучшей изоляцией длительно работающих кислородопроводов является вакуум. Для кратковременно работающих кислородопроводов небольшой длины в качестве изоляционных материалов применяются пористые или волокнистые материалы (стекловолокно, пенопласт и др.). При транспортировке жидкого азота применять в качестве изоляционного покрытия органические пористые материалы недопустимо.

Внутрицеховые кислородопроводы прокладывают обычно открытым способом, либо в специальных каналах. Совместная прокладка в одном канале различных трубопроводов не разрешается. Для хранения и транспортировки кислорода и азота применяются баллоны различной емкости от 0, 7 до 50 дм³, реципиенты емкостью 410 и 800 дм³ с давлением Р_изб=(6, 4-20)МПа, танки и хранилища. Хранилища могут вмещать до 1000т и более жидкости. Емкость танков (транспортируемые сосуды) составляет до 30 м³. При любом виде транспортировки и хранения жидкого кислорода происходит его испарение, интенсивность которого зависит от вида изоляции и емкости устройств.

 

ИСКУССТВЕННЫЙ ХОЛОД

 

Трансформаторами тепла называются установки, при помощи которых осуществляется перенос энергии в виде тепла от источников с более низкой температурой к источникам с более высокой температурой. Такое преобразование называется в технике - повышением потенциала тепла. Для увеличения потенциала тепла необходима затрата высшей энергии любого вида: электрической, механической, химической.

 

 

Рисунок 14.1- Разнообразные установки

где Тн - температура теплоотдатчика;

Тв - температура теплоприемника;

Тос - температура окружающей среды;

И - испаритель;

К - конденсатор;

КМ - компрессор;

ДТ - детандер

 

Процессы уменьшения потенциала тепла обычно классифицируются в зависимости от того, каково положение температурных уровней нижнего Тн и верхнего Тв источников тепла (теплоприемников и теплоотдатчиков ) по отношению к температуре окружающей среды Тос ~ 20 °С (293 К).

В том случае, когда Тн < Тос температура теплоприемника ниже температуры окружающей среды, а Тв=Тос температура теплоотдатчика равна температуре окружающей среды процесс называется холодильным. При Тн > Тос и Тв > Тос процесс называется теплонасосным. Тн < Тос и Тв > Тос процесс называется комбинированным.

Основной целью холодильного процесса - выработка холода, т.е. отвод тепла в окружающую среду от тел, температура которых ниже температуры окружающей среды.

Основной целью теплонасосного процесса - использование тепла окружающей среды или тепла других низко - потенциальных источников, напряжения отработавшего тепла низко­го потенциала для теплоснабжения

Комбинированный процесс объединяют одновременно холодильный и теплонасосный.

Рисунок 14.2 – T-S диаграмма для процессов

 

В испаритель И подводится тепло низкого потенциала, который передается через поверхность нагрева рабочему агенту. Рабочий агент в испарителе копит (испаряется) при низком давлении Рн и соответствующей ему низкой температуре Тн. Пары рабочего агента всасываются из испарителя в компрессор и сжимаются им давления Рн до более высокого Рв.

Из компрессора сжатые пары рабочего агента поступают в конденсатор. В конденсаторе тепло отводится от рабочего агента в окружающую среду, а рабочий агент конденсируется при температуре Тв соответствующей давлению Рв.

Конденсат рабочего агента поступает из конденсатора в детандер и расширяется в нем от давления Рв до давления Рн. В процессе расширения в детандере происходит частичное испарение рабочего агента, сопровождающееся понижением температуры агента от Тв до Тн. Из де­тандера в испаритель поступает парожидкостная смесь при давлении Рн и температуре Тн. В этих установках для осуществления процесса трансформации тепла используется электрическая (механическая) энергия.

 

Область использования

 

Промышленность, транспорт, сельское хозяйство - холодильные установки, т.е. трансформаторы тепла, осуществляющие процесс переноса тепла к окружающей среде от тел температура которых меньше температуры окружающей среды Тн < Тос.

Преимущества искусственного холода:

а) возможность охлаждения до t _p < < t _{окр.ср.;}

б) непрерывность процесса охлаждения;

в) возможность получения холода в любое время года, и в любом климатическом пункте.

Использование:

1) в металлургии - для интенсификации технологических процессов по средством обогашения дутья кислородом;

2) в машиностроении - для получения кислорода и инертных газов, необходимых для резки и сварки металлов, также для обработки сталей при низких температурах, что увеличивает твердость и износоустойчивость, большую тягучесть при тонком волочении;

3) в химической промышленности - разделения газовых смесей (воздуха для получения N2 и О₂) конденсации паров, осушение газов, разделение сложных растворов, кристаллизации солей, регулирование направления и скорости реакции, хранение низкокипящих жидкостей и др.;

4) в промышленности искусственного волокна и пластмасс - для поддержания заданной температуры процесса;

5) в промышленности специального приборостроения - для создания глубокого вакуума;

6) в газовой - для разделения газовых смесей в частности - выделения гелия; для получения и хранения ожиженных газов;

7) в пищевой - при заготовке и переработке скоропортящегося сырья;

8) парфюмерная - для хранения цветов и ароматических веществ;

9) медицинской и фармацевтической - при производстве лекарств, содержащих летучие вещества;

10) в медицине -для местного охлаждения при операциях, для анестезии и др.;

11) в ж/д и автотранспорте - при перевозке скоропортящихся продуктов и ожиженных газов;

12) в морском, речном - для замораживания рыбы и морского зверя;

13) в авиации и космонавтике - для кислородного питания людей на большой высоте и в космосе для кондиционирования, для охлаждения приборных отсеков и электронных приборов;

14) в технике водоснабжения - для опреснения морской и засоленной воды;

15) в торговой сети, общепит - хранение пищевых продуктов;

16) в производственных, общественных, жилых помещениях - для кондиционирования воздуха;

17) в энергетике - для создания различных устройств использованием сверхпроводимости -трансформаторов, генераторов, электромагнитов запоминающих элементовсчетно-решающих машин;

18) в науке - для поддержания низкой температуры объектов исследования, изучениявлияния низких температур на физические свойства различных веществ;

19) в спортивных сооружениях - искусственные ледяные катки.

 

Классификация

 

1. По принципу работы:

- компрессорные (расширение и сжатие рабочего агента)

- сорбционные (адсорб, абсорб)

- струйные (использование кинетической энергии потока или газа)

термоэлектрические установки (полупроводниковые трансформаторы тепла)

- магнитные установки

2. По виду осуществления процесса:

- установки, работающие по замкнутому циклу, по этому процессу работают: паровые, компрессорные, абсорбционные, газовые и струйные эжекционные установки;

- установки, работающие по разомкнутому циклу, по этому процессу работают: установки для разделения и ожижения газов, для превращения газов в твердое тело (замораживание), газовые и струйные вихревые компрессорные установки

3. По характеру трансформации:

- повысительные - тепло подведенное к установке при Тн поднимается до Тв

- расщепительные - к установке подводится поток тепла среднего потенциала при температуре Тс, который в установке делится (расщепляется) на два потока тепла -низкого потенциала с t = Тн и повышенного до Тв.

Работа осуществляется за счет энергии подведенного потока среднего потенциала.

 

Рисунок 14.3 - Принципиальная схема расщепительной трансформации тепла

где КМ - компрессор, ДТ - детандер

К установке подводится поток газа G_c при давлении Р_с и температуре Т_с. Этот поток разделяется на две части. Одна часть потока G_н поступает в детандер (турбину) ДТ и расширяется расход G_н в нем от давления Р_с до давления Р_н. В процессе расширения температура газа понижается от Т_с до Т_н < Т_окр. Другая часть с расходом G_в поступает в компрессор КМ и сжимается в нем до давления (от Р_с до Р_в). Привод компрессора КМ осуществляется от детандера ДТ. Работают струйные вихревые установки и некоторые типы абсорбционных установок.

4. По периодичности:

- непрерывного действия;

- периодического действия.

 

 

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I.5.Особенности этнической структуры населения Сербии в составе СФРЮ.
2. II. Особенности применения положений о поручительстве по облигациям
3. III. Особенности грамматического строя
4. VI. Особенности методического обеспечения
5. VII. Общие особенности умственной сферы.
6. XVIII. ОСОБЕННОСТИ ПРАВОВОГО РЕЖИМА ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
7. XXIII. Особенности перевозки грузобагажа повагонными отправками
8. АБТЦ-2003. СТРУКТУРА, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ.
9. Агротехника выращивания и формирования кустарников в школах. Особенности выращивания сортовых сиреней и роз в кустовой и штамбовой форме.
10. Активные формы кислорода – классификация и свойства.
11. Амортизационные группы (подгруппы). Особенности включения амортизируемого имущества в состав амортизационных групп (подгрупп)
12. Анализ состояния рынка чёрного чая, в т.ч. особенности конъюнктуры Российского рынка в настоящее время.