Проекты
Компрессорное оборудование
Криогенные насосы Кислородная арматура
Криогенное оборудование
Автоматизация
Услуги
О компании
Контакты

Криогенное разделение газов


При помощи сверхнизких температур из воздуха атмосферы получают кислород, азот, редкие газы. Гелий выделяют в основном из природного гелиеносного газа, а из коксового ‒ водород. Получают вещества на специальных установках, используя методы сжижения газов и фракционной конденсации.


При помощи сверхнизких температур из воздуха атмосферы получают кислород, азот, редкие газы. Гелий выделяют в основном из природного гелиеносного газа, а из коксового ‒ водород. Получают вещества на специальных установках, используя методы сжижения газов и фракционной конденсации.

Потребителями продуктов криогенного разделения являются чёрная и цветная металлургия, химическая отрасль, радиоэлектроника, ракетно-космический комплекс, нефтегазопереработка. Разделение газов и паров требует разработки и применения специальных криогенных технологий, оборудования для производства, хранения, транспортировки сжиженных и газообразных продуктов.

Воздухоразделительная установка с парком хранения

Какие продукты можно получить из газов

Из газов: природного, коксования твёрдого топлива, нефтепереработки, из атмосферного воздуха получают газообразные индивидуальные компоненты, а именно:

  • газообразный N2 характеризуется химической инертностью, взрывопожаробезопасностью, предотвращает окисление, развитие микроорганизмов плохой проводник электричества и тепла;
  • О2 окисляет многие вещества даже при комнатной температуре, активно поддерживает горение, образует взрывчатые смеси;
  • Н2 самый лёгкий газ, взрывоопасен, способен проникать через резину, стекло, некоторые металлы, при взаимодействии со сложными веществами проявляет восстановительные свойства;
  • благородные газы (Ar, He, Ne, Kr, Xe) представляют собой в обычных условиях одноатомные газообразные бесцветные вещества, без вкуса, запаха, нетоксичные, негорючие, плохо проводят тепло; элементы относятся к 18 группе периодической системы, внешние атомные оболочки полностью заполнены электронами, этим объясняется их высокая степень химической инертности.
Установка разделения воздуха

Применение индивидуальных газов

  • Азот используют в качестве сырья для аммиака и азотной кислоты, из которых получают минеральные удобрения. В нефтехимии, электронике, горном деле газ используют для продувки резервуаров, трубопроводов для освобождения от кислорода. Без жидкого азота не обходится проведение медицинских и косметических процедур.
  • Кислород незаменим при проведении реакций окисления и синтезирования азотной, серной кислоты, метанола, ацетилена. О2 помогает более эффективному сжиганию топлива при конвертерном производстве стали, в баллонах используется для резки, сварки металла, в медицине поддерживает полноценное дыхание, лечит астму, декомпрессию. Самый действенный окислитель ракетного топлива ‒ это смесь жидких кислорода и озона.
  • Аргон играет роль защитной атмосферы при проведении сварочных работ, при выращивании полупроводников, для заполнения ламп накаливания.
  • Гелий выступает в качестве самого низкотемпературного хладагента, он помогает работе магнитно-резонансных томографов, им заполняют воздушные шары, дирижабли.
  • Неон востребован для изготовления криогенной техники, осветительных устройств.
  • Криптон применяется для выпуска эксимерных и боевых лазеров, для заполнения пространства между стёклами стеклопакетов.
  • Ксенон задействуют для наполнения газоразрядных и импульсных трубок, в качестве наркоза, катализаторов химических реакций. Фторидами пассивируют металлы, окисляют ракетное топливо.
  • Водород служит химическим, горючим сырьём. С его помощью гидрируют жиры, синтезируют аммиак, гидразин, проводят термообработку металлопродукции. Водородное высококалорийное топливо востребовано в промышленности, на транспорте, в энергетике, в результате его применения снижается количество вредных выбросов в атмосфере.

Методы получения газов

Проведение некоторых технологических процессов возможно только при температурах намного ниже нуля градусов по Цельсию. Низкотемпературная техника делится на два вида с температурной границей до -120°C и ниже:

  • холодильная, которая даёт умеренный холод при охлаждении выше минуса ста двадцати градусов по Цельсию;
  • криогенная, обеспечивающая глубокий холод ниже -120°C.
ВРУ на металлургическом комбинате

Как получить умеренный холод

В основе работы холодильной машины, вырабатывающей умеренный холод, лежит замкнутый термодинамический цикл, состоящий из испарения холодильного агента с последующим его сжатием и расширением. При этом система поглощает энергию за счёт передачи тепла от объектов с низким температурным уровнем к более нагретым телам. ХМ характеризуется холодопроизводительностью. Для промышленных агрегатов эта величина составляет от 100 до 15000 кВт. Все холодильные машины делятся в зависимости от принципа действия на компрессионные, абсорбционные, эжекторные.

Как получить глубокий холод

Работа криогенной техники основана на расширении газов. При этом тепло отводится от тела, разница в температурах которого и окружающей среды составляет от 120 до 240°C. Газ расширяется двумя способами:

  • дросселирование, то есть сжатый газ проходит через отверстие вентиля без теплообмена с окружающей средой (изоэнтальпийное расширение);
  • адиабатическое увеличение газового объёма в детандере или турбодетандере с совершением внешней работы.

Промышленные установки криогенного разделения воздуха

ВРУ классифицируют, опираясь на следующие признаки:

  • продукты разделения: кислородные, азотные, кислородно-азотные, комплексные в газообразном, жидком состоянии;
  • производительность, м3: малая (до 300), средняя, высокая (более 30000);
  • давление криогенного цикла, МПа: высокое (свыше 15), среднее (4 ‒ 7), низкое до (1.2).

Промышленные агрегаты, кроме того, отличаются способами получения холода, очистки, ректификации. Установка глубокого охлаждения состоит из следующих групп оборудования:

  • машинное (компрессорное, детандерное);
  • вспомогательное, предназначенное для подготовки воздуха;
  • основное, включающее теплообменники, испарители, конденсаторы, дефлегматоры, колонны для ректификации и промывки;
  • для хранения и транспортировки готового продукта;
  • КИП.

Разработчики ВРУ направляют свои усилия на снижение экономических затрат и потерь, повышение эффективности и срока эксплуатации установок, оптимизацию и автоматизацию технологических процессов.

В нашей компании вы можете заказать разработку воздухоразделительных установок.

Для этого отправьте запрос на почту info@rusgazcryo.ru.