16-mavzu. Atmosfera havosini ajratish qurilmalari

5.СУЮК ХАВОНИ РЕКТИФИКАЦИЯЛАШ.

Суюк хавони булиш учун сарфланадиган назарий энг кам (минимал) иш хавонинг компонетларни улушли (парциал) босимидан шу хаво аралашмасининг умумий босимгача узгармас (изотермик) хароратда сикишга сарфланадиган йигиндисидан иборатдир: (20,9%0₂+79,1%N₂ дан иборат хаво 290 К даги иш:

L _min =mRT P_n1n (1/P_n)=8,314  290 (0,2091n (1/0,209)+0,7911n
(1/0,791)=-1230 кж/ мол. (16.3.)
Аммо, хакикий сарфланадиган (иш) энергия назарий энергияга караганда анча юкоридир суюлтирилган хавони кислород ва азотга булиш учун ректификациялаш керакдир (22.4. - расм).
Т-Х координатига кислород тузилишининг мувозанати куриниб турибдики, босим ошиши билан буг ва суюклик таркибини узгаришлари якинлашиб боради ва уларни критик таркиб узгариши бир хил узгариб боради. Ундан ташкари, босим ошиши билан тоза азот ва кислороднинг суюкланиш харорати эса юкорига кутарилади, яъни тезрок суюкланади.
Суюк холдаги хавони ректификация жараёни хозирги замон курилмаларида икки мартали устунсимон ректифкациялаш ускуналарида амалга оширилади.Хамда у остки ва устки устунсимон, хамда суюлтиргич(конденсатордан) иборатдир.Бу ускуна хар хил босимда ишлайди.
Остки ускунада юкори (0,6 МПа), усткисида пастрок (0,13-0,15 МПа) ишлатилади. Сабаби-паст харорати кайнайдиган азотнинг флегмасининг яъни суюк холдаги ювгични олиш. Остки ускунада кислородга бойрок ва суюлтирилган азот олинади, усткисида эса тоза азот ва технологик кислород олинади. Ректификация жараёни умуман амалга ошириш учун зарур булган паст хароартда кайнайдиган компонет азотни юкори хароратда кайнайдиган компонет кислороднинг суюк холдаги хароратдан 3 градусча юкорирок хароратда суюк холатда олишни таъминлашдан иборатдир.Р₁=20 МПа гача сикилган хаво (22.5-расм ) остки ва ускунанинг таг кисмига айлана иссиклик алмашгич оркали, утиб, Д₁ дроссели оркали босимни тусатдан Р₂=0,6 МПа гача тушириб, остки устунсимон ректификация ускунасининг пастдагисини элаксимон ликопчасига берилади. Остки ва устунсимон курилманинг ликопчасидан буглар суюлтиргич томон юкорига кутарилади ва борган сари енгил, тез кайнайдиган компонет азот билан боради ва деярли батомом тоза буг холатидаги азот суюлтиргичга нисбатан каттарок Р₂ =0,6 МПа босим билан кириб, суюлтиргичнинг ташкарисидан пастрок Р₃=0,15МПа босимда кайнаётган суюк кислороднинг совуги хисобига совук, буғ холатдаги азот суюкланади ва окиб тушади. Бу суюк азотнинг бир қисми суюлтиргичнинг чўнтакларида тўпланади ва унинг бир қисми остки ускунага (флегма) томизғи ҳолатида оқиб тушади, иккинчи қисми эса Д₃ орқали ўтиб, босими тўсатдан Р₂ = 0,6 МПа дан Р₃ = 0,15 МПа гача камайтирилиб, устки ускунанинг юқори қисмига берилади. Остки ускунанинг пастида суюлтирилган 40% О₂ ва 60% N₂ таркибидаги хаво тўпланади ва у Д₂ дроссели орқали устки ускунанинг ўрталарига берилади. Р₃ = 0,15 МПа босим атрофида. Устки ускунанинг пастида суюқ кислород ҳосил бўлиб, у суюлтиргичнинг ташқи қисмига тушади ва суюқ кислород суюлтиргичнинг ички қисмида суюқланаётган азотнинг иссиқлиги ҳисобига буғланиб, суюлтиргичнинг тепасидан маҳсулот сифатида олинади.
Устки ускунадаги босим - иссиқлик алмаштиргич, қувурлар регенераторларнинг умумий қаршилигига боғлиқ бўлиб, 0,13-0,15 МПа га тенгдир ва бу босим қанча кам бўлиб 0,1 МПа га яқин бўлса, хавонинг бўлиш жараёни яхши кетади, сарфланадиган энергия кам бўлиб, олинаётган кислород ва азотнинг таннархи шунча кам бўлади. Шуни айтиш керакки, 0,13-0,15 МПа да кислороднинг қайнаш ҳарорати 93-94 К (-180-179 ⁰С) га тенг бўлиб, буғ ҳолатидаги азотнинг суюқланиш ҳарорати 3⁰С ча юқорироқ, яъни 96-97 К ( -177 - 176⁰С) бўлмоғи лозимдир.
Бундай ҳароратда буғ ҳолатдаги азотнинг суюқланиши учун остки ускунадаги азот буғининг босими 0,6 МПа ( 6 атм) га тенг бўлмоғи лозимдир. Шунинг учун ҳам иккиламчи ректификация жараёни икки хил босимда ишлайдиган устунсимон ускунада амалга оширилиш шартдир. Азот ва кислороднинг тоза ҳолатда олиб турмоқ олиш учун, устки ускунадан доимо аргон аралашмасини чиқазиб турилади.

1.