 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Усредненный состав сухого атмосферного воздуха у поверхности Земли
| Компонент | Доля компонента в воздухе, % | Температура кипения, К | |
| объемная | массовая | ||
| Азот N2 | 78,09 | 75,52 | 77,36 |
| Кислород О2 | 20,95 | 23,15 | 90,19 |
| Аргон Аr | 0,93 | 1,28 | 87,29 |
| Двуокись углерода СО2 | 0,03 | 0,05 | 194,60 |
| Неон Ne | 0,18 • 10-2 | 1,25 • 10-3 | 27,11 |
| Гелий 4Hе | 5,24 • 10-4 | 0,72 • 10-4 | 4,22 |
| Ацетилен и др.высоко-кипящие углеводороды | 2,03 • 10-4 | 1,28 • 10-4 | - |
| Метан СН4 | 1,5 • 10-4 | 0,8 • 10-4 | 111,70 |
| Криптон Кr | 1,14 • 10-4 | 3,3 • 10-4 | 119,80 |
| Водород Н2 | 0,5 • 10-4 | 0,035 • 10-4. | 20,39 |
| Закись азота N2O | 0,5 • 10-4 | 0,8 • 10-4 | 184,60 |
| Ксенон Хе | 0,08 • 10-4 | 0,36 • 10-4 | 165,05 |
| Озон О3 | 0,1 • 10-5 | 0,015 • 10-4 | 161,25 |
| Радон Rn | 6 • 10-18 | 4,5 • 10-17 | 211,35 |
Содержание в воздухе водяных паров зависит от температуры и относительной влажности, которую определяют как отношение иассы водяных паров, содержащихся в воздухе к массе паров, насыщающих его при данной температуре (рис.1.1).
Рис. 1.1. Зависимость влагосодержания воздуха при полном насыщении от температуры и давления
Основными продуктами разделения воздуха в современных воздухоразделительных установках (далее ВРУ) являются следующие промышленные газы:
кислород технический, 99,2 - 99,7 % (1-й сорт — 99,7; 2-й сорт— 99,5 %, 3-й сорт— 99,2 %) и технологический, 92 - 98 % (в среднем 95 %);
азот особой чистоты (не менее 99,996 %); высшего сорта (99,994 %), 1-го сорта (99,6 %), 2-го — (99 %);
аргон высшего сорта (99,993 %), первого сорта (99,987 %); сырой (86 - 90 %), содержащий до 4 % О2 и до 10 % N2; технический (86...88 %) с примесью 12-14 % азота;
первичный криптоноксеноновый концентрат (объемная доля криптона и ксенона до 0,5 %);
неоногелиевая смесь (объемная доля неона и гелия до 40...60 %; возможна до 95...98 %).
Очистку сырого аргона от кислорода осуществляют методом каталитического гидрирования при высоких температурах (720-770 К) в специальных установках вне блока разделения. После очистки от кислорода технический аргон возвращается на ректификацию в блок разделения ВРУ для очистки от азота.
При проектировании ВРУ нового поколения (после 1995г.) предусматривают очистку аргона от кислорода методами низкотемпературной ректификации и адсорбции. При этом весь процесс комплексного разделения воздуха становится технологически единым и более безопасным в эксплуатации, так как исключается применение водорода для связывания кислорода при каталитическом гидрировании.
Очистку первичного криптоноксенонового концентрата от углеводородов методами выжигания при 920 - 950 К и адсорбции при температуре окружающей среды, а также вторичное концентрирование криптоноксеноновой смеси до 99,7 % методом низкотемпературной ректификации смеси Кr-Хе-О2 при Т ≈ 110 К осуществляют в специальных установках типа УСК (установка концентрирования криптона и ксенона), которыми обычно дополнены все крупные ВРУ. Разделение чистой (99,7 %) криптоноксеноновой смеси с целью получения криптона и ксенона осуществляют методами фракционированного испарения, адсорбции или ректификации в небольших установках. В России разработан криогенный адсорбционно-ректификационный метод переработки первичного криптоноксенонового концентрата.
Неоногелиевую смесь подвергают переработке с целью извлечения неона, например, методами фракционированной конденсации, вымораживания.
Продукты особой чистоты (с содержанием примесей 10-5 % и менее) получают методами ректификации, криоадсорбционной и химической очистки или их комбинацией.
Основные продукты разделения воздуха получают в газообразном состоянии при небольшом давлении (0,105 - 0,12 МПа), в сжатом газообразном состоянии при давлении 0,2-20 МПа (и даже до 40 МПа) и в жидком состоянии при давлении 0,105 - 0,5 МПа. В жидких продуктах, как правило, объемная доля основного компонента превышает 99,5%. Давление и степень чистоты продуктов разделения задают по соответствующему (на этот продукт) ГОСТу. В некоторых случаях чистота продуктов может быть при проектировании ВРУ увеличена исходя из условий оптимизации технологического процесса. Так, разработка новых технологий в электронной промышленности потребовала применения при изготовлении микросхем азота с содержанием кислорода не более 10 ppb (1•10-6 %) с перспективой снижения этой цифры до 1 ppb (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Динамика повышения требований к степени чистоты азота на рынке промышленных газов/ 5/
Поиск по сайту: