Ректификации

Тема 29. Разделение воздуха методом низкотемпературной

Процесс ректификации воздуха основан на явлении коденсации кислорода в азотно-кислородной жидкости с одновременным испарением из нее азота.

Сущность процесса состоит в том, что образующуюся при испарении жидкого воздуха парообразную смесь азота и кислорода пропускают через жидкость с меньшим содержанием кислорода (и большим азота).

Такая жидкость имеет более низкую температуру, чем проходящий через нее пара. Это вызывает конденсацию кислорода из пара и обогащение им жидкости и одновременно испарение из жидкости азота, т.е. обогащение им паров над жидкость..

Процесс происходит при непосредственном соприкосновении пара с жидкостью и повторяется многократно, пока не получится пар, состоящий почти из одного азота, и жидкость, представляющая собой почти чистый кислород. Процесс осуществляется в специальных аппаратах – ректификационных колоннах.

Аппарат представляет собой вертикальную цилиндрическую колонну с расположенными внутри горизонтальными перегородками (тарелками). В небольших колоннах (ф£250 мм) иногда вместо тарелок применяется насыпная насадка.

Жидкая смесь азота и кислорода стекает вниз по тарелкам или насадке, а навстречу поднимается смесь паров азота и кислорода. Соприкасаясь на тарелках или насадке с жидкостью, пары отдают кислород, а сами обогащаются азотом, испаряемым из жидкости конденсирующимся в ней кислородом.

В результате, наверху колонны получают почти чистый газообразный азот, а внизу – жидкость, состоящую почти из чистого кислорода.

Рассмотрим конструкцию и схему работы двух наиболее распространенных типов ректификационных тарелок.

Ситчатая тарелка (рис.29, а) представляет собой тонкую пластинку из латуни, алюминия или нержавеющей стали d =0,8-1,0 мм с отверстиями ф=0,9-1,2 мм (100 тыс.шт. на 1 м²). Уровень жидкости определяется сливной перегородкой.

Пар проходит через отверстия в тарелке снизу вверх, барботируя через жидкость. Тарелки устанавливают одну над другой, переливание жидкости с одной тарелки на другую происходит через сливные стаканы 2.

Колпачковые тарелки (рис.29, б) снабжены штуцерами с колпачками. Пар через штуцеры поступает под колпачки, выходит через прорези в нижней их части и барботирует через жидкость.