Мембранная технология

Принцип работы мембран: В основе разделения газовых сред с помощью мембранных кислородных установок лежит разница в скоростях проникновения компонентов в газовой смеси через вещество мембраны. Процесс разделения обусловлен разницей в парциальных давлениях на различных сторонах мембраны.

Получение аргона. Аргон в промышленном масштабе добывается в качестве побочного продукта при получении кислорода и азота из воздуха. Процесс получения аргона состоит из следующих стадий: а) сжижения атмосферного воздуха; б) ректификации жидкого воздуха с целью разделения его на составные части и получения аргоно-азотно-кислородной смеси (так называемого сырого аргона); в) очистки сырого аргона.

Сжиженный атмосферный воздух подвергают ректификации. Так как точка кипения аргона выше точки кипения азота на 10° и ниже точки кипения кислорода на 3°, то происходит скопление аргона в кислородно-азотной смеси, отбираемой из определенной части ректификационной колонны.

При дополнительной разгонке этой смеси достигают еще более высокого содержания в ней аргона. Дальнейшая очистка этой смеси (сырого аргона) от кислорода производится химическим путем, сжиганием в ней серы или водорода. В результате этого получается газ, содержащий аргон, водяной пар, азот и немного кислорода. Этот газ пропускают над раскаленной смесью окиси меди и чистой меди. Водород удерживается, восстанавливая окись меди и образуя водяной пар, а медь соединяется с кислородом. Получаемый при этом газ (так называемый технический аргон), содержащий 82% и более аргона, компримируется и поступает к потребителю.

Различают следующие промышленные способы получения углекислого газа:

— путем рекуперации двуокиси углерода из газов брожения на спиртовых и пивоваренных заводах;
— путем рекуперации двуокиси углерода из отбросных газов различных производственных процессов;

— путем добычи из подземных естественных источников;
— путем производства двуокиси углерода из дымовых газов и продуктов сгорания;
— путем производства двуокиси углерода методом прямого сжигания газообразного или жидкого топлива.

Соответственно, в зависимости от концентрации углекислого газа источники его условно можно разделить на три группы.

Первую группу составляют источники сырья, из которых можно производить чистый диоксид углерода без специального оборудования для повышения его концентрации. В эту группу входят:

а) газы химических и нефтехимических производств (производства аммиака, водорода и др. продуктов) с содержанием 98-99 % СО₂; б) газы спиртового брожения на пивоваренных, спиртовых и гидролизных заводах с 98-99 % СО₂; в) газы из естественных источников с 92-99 % СО₂.

Вторую группу формируют источники сырья, использование которых обеспечивает получение чистого диоксида углерода методом фракционной конденсации.

К этой группе относят газы некоторых химических производств с содержанием 80-95 % СО₂.

В третью группу включены источники сырья, использование которых даёт возможность производить чистый диоксид углерода только с помощью специального оборудования. В эту группу входят источники:

а) состоящие в основном из азота и диоксида углерода (продукты сгорания углеродсодержащих веществ, например, природного газа, жидкого топлива, кокса в котельных, газо-поршневых и газотурбинных установках с содержанием 8-20 % СО₂; от-

ходящие газы известковых и цементных заводов с 30-40 % СО₂; колошниковые газы доменных печей с 21-23 % СО₂);

б) состоящие в основном из метана и диоксида углерода и содержащие значительные примеси других газов (биогаз и свалочный газ из биореакторов с 30-45 % СО2; сопутствующие газы при добыче природного газа и нефти с содержанием 20-40 % СО₂).

2.1 Асинхронные электродвигатели.

При работе этих двигателей частота вращения магнитного поля статора постоянна и зависит от частоты питающей сети (стандартная частота 50 Гц) и от числа пар полюсов, а частота вращения ротора отличается на величину скольжения, составляющую 0,012—0,06 скорости магнитного поля статора. Причиной исключительно широкого применения асинхронных электродвигателей является их простота и небольшая стоимость.

В зависимости от типа обмотки ротора различают асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым или с фазным ротором короткозамкнутые асинхронные электродвигатели являются наиболее подходящим электроприводом для небольших насосов Они значительно дешевле электродвигателей всех других типов и, что очень существенно, обслуживание их гораздо проще Пуск этих электродвигателей — прямой асинхронный, при этом не требуется каких-либо дополнительных устройств, что дает возможность значительно упростить схему автоматического управления агрегатами

Однако при прямом включении короткозамкнутых асинхронных электродвигателей очень высока кратность пускового тока, который для двигателей мощностью 0,6— 100 кВт при п = 750Н-3000 мин"' в 5—7 раз выше номинального тока Такой кратковременный толчок пускового тока относительно безопасен для двигателя, но вызывает резкое снижение напряжения в сети, что может неблагоприятно сказаться на других потребителях энергии, присоединенных к той же распределительной сети. По этим причинам допустимая номинальная мощность асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, пускаемым прямым включением, зависит от мощности сети и в большинстве случаев ограничивается 100 кВт.

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором имеют более сложную и дорогую конструкцию, так как обмотки ротора у них соединяются с наружным пусковым реостатом через три контактных кольца со скользящими по ним щетками

Перед пуском такого электродвигателя в цепь ротора с помощью реостата вводят дополнительное сопротивление, благодаря чему при включении электродвигателя уменьшается сила пускового тока По мере увеличения частоты вращения двигателя сопротивление постепенно уменьшается, а после того как электродвигатель достигнет частоты вращения, "близкой к нормальной, сопротивление пускового реостата целиком выводят, обмотки закорачивают и двигатель продолжает работать как короткозамкнутый

Устройства плавного пуска электродвигателей являются статическими электронными или электромеханическими устройствами, предназначенными для плавного ускорения и плавного замедления, а также для защиты трехфазных индукционных электродвигателей. Управление напряжением, подаваемым на двигатель, осуществляется посредством изменения угла открытия тиристоров. В устройстве находятся два встречно-включенных тиристора, предназначенных для положительного и отрицательного полупериодов. Сила тока в третьей фазе, оставшейся без управления складывается из токов фаз под управлением.

После осуществления настройки, значение вращающего момента при пуске машины оптимизируется до предельно низкой величины пускового тока. Значение тока электродвигателя уменьшается параллельно значению установленного пускового напряжения на пуске. Величина пускового момента уменьшается в квадратичном отношении к напряжению.

Уровень напряжения осуществляет контроль пускового тока и момента двигателя при запуске и остановке двигателя.

Наличие в устройстве байпасных контактов, которые шунтируют тиристоры, способствует понижению тепловых потерь в тиристорах, а соответственно понижению нагрева всего устройства. Встроенная электронная дугогасительная система защищает контакты в случае появления повреждений в результате непредвиденных сбоев в работе, например, при прерывании подачи напряжения, возникновении вибрации или дефекте контактов.

Функции, выполняемые преобразователем:

«Плавный» пуск двигателя от нуля до требуемой скорости вращения;

длительная работа с установившейся частотой вращения в пределах указанного диапазона регулирования;

стабилизация установленной частоты вращения;

торможение механизма с заданны темпом;

при использовании реверсоров в цепи статора – реверс направления вращения;

торможение без реверса;

дотяжка без переключения статора.

Область применения:

шахтные вентиляторы, конвейеры, подъемные машины;

дробилки, мельницы;

вращающиеся печи, воздуходувки, тягодутьевые установки цементных заводов;

электроприводы механизмов собственных нужд электростанций (питательные, конденсатные, циркуляционные насосы, дымососы, тягодутьевые вентиляторы);

насосы водоснабжения коммунальных систем;

лебедки, роторы, насосы буровых установок;

конвейеры большой производительности и большой длины;

механизмы привода ковочно-штамповочных прессов, ножниц, листогибочных машин, волочильных станов, канатных машин;

механизмы подъема, передвижения моста и тележки, поворота грузоподъемных кранов.

Принцип действия
Преобразователь обеспечивает выпрямление напряжения ротора электродвигателя выпрямителем В, сглаживание выпрямленного напряжения дросселем Др и последующее преобразование в переменное напряжение частотой 50 Гц тиристорным инвертором И. С выхода инвертора преобразованная мощность скольжения электродвигателя возвращается через разделительный высоковольтный трансформатор Тр в сеть 6 (10) кВ. Благодаря этому схема электропривода имеет высокий коэффициент полезного действия. Регулирование величины скольжения ротора электродвигателя осуществляется путем введения регулируемой противо-ЭДС в цепь ротора.