Главная
Пусто Нет баллонам
Пусто  Поставка газов Пусто  Продажа оборудования
 Газы и технологии Пусто  Применение газов
↓ Газы и технологии →

1. Азот N2
1.1. Общая информация
1.1.1. Азот. Атом и молекула азота
1.1.2. Жидкий азот

1.2. Покупной азот
1.2.1. Где покупают азот? Рынок азота
1.2.2. Покупать азот или производить его?

1.3. Получение азота
1.3.1. Химическое получение азота
1.3.2. Производство азота из воздуха
1.3.3. Сравнение способов производства
1.3.4. Рынок оборудования для пр-ва азота

1.4. Использование азота.
1.4.1. Опасен ли азот? Азотная асфиксия
1.4.2. Взрывоопасные концентрации O2 при контакте с углеводородами и др. веществами
1.4.3. Содержание O2 в воздухе при сбросе газа с генераторов N2

2. Кислород O2
2.1. Кислород - общая информация

2.2. Получение кислорода
2.2.1. Электролиз воды → O2 и H2
2.2.1.1. Электродный потенциал

3. Водород H2

4. Диоксид углерода CO2
4.1. Общая информация о CO2
4.2. Твердый CO2 - сухой лед
4.3. Получение CO2

5. Ацетилен C2H2
5.1. Ацетилен C2H2
5.2. Безопасность при работе с баллонами

I. Разная информация
Избыточное и абсолютное давление
Цветовое кодирование труб
Выбор упаковки пищепродуктов
 

Содержание кислорода в сбросе с генераторов азота

Как известно, азот можно производить различными способами. В промышленности, наиболее экономичными являются низкотемпературная фракционная перегонка азота из сжиженного воздуха, используемая при значительных потребностях в этом газе, и концентрация азота из сжатого воздуха путем адсорбции молекул кислорода, осуществляемая адсорбционными или мембранными генераторами азота.

При работе адсорбционных азотных генераторов, периодически, обычно через каждые 40 секунд...2 минуты в зависимости от расчетной чистоты азота, происходит регенерация адсорбента (углеродных молекулярных сит) - задержанные в его порах молекулы кислорода сначала, при резком сбросе давления, сбрасываются в атмосферу, а затем дополнительно «вымываются» из пор адсорбента путем продувки азотом. Получающаяся смесь, представляющая собой воздух с несколько повышенным содержанием кислорода, выводится в атмосферу.

При работе мембранных азотных установок происходит постоянная диффузия молекул кислорода через стенки мембран. Молекулы азота также частично диффудируют вместе с кислородом. Получаемая смесь, опять же, представляющая собой воздух с повышенным содержанием кислорода, постоянно сбрасывается в атмосферу.

Кислород, как известно, неядовит (кроме случаев, когда речь идет об очень большой концентрации) и, сам по себе, негорюч и невзрывоопасен. Однако, кислород является сильным окислителем: при его нормальном содержании в воздухе, то есть концентрации порядка 20,8%, это редко проявляется без дополнительного внешнего воздействия - то есть, кислород не реагирует с большинством веществ самопроизвольно, и для начала реакции возгорания (окисления «с химической точки зрения») необходимо пламя или искра. Однако, при повышении содержания кислорода реакция возгорания может начаться самопроизвольно. Наиболее характерными примерами самопроизвольной реакции окисления являются случаи со смазками, маслами и прочими ГСМ, а также с некоторыми полимерными материалами.

В связи с известной опасностью повышения концентрации кислорода, у многих как уже являющихся таковыми, так и только потенциальных пользователей генераторов азота возникает вопрос: не может ли сброс насыщенного кислородом побочного газового продукта производства азота вызвать опасное повышение содержания кислорода в воздухе в помещении? Также, часто возникает и более конкретный вопрос, ответ на который может помочь понять, насколько велика опасность: каково содержание кислорода в сбросе с генераторов азота?

Ответом на первый поставленный выше вопрос, строго говоря, будет «да» - действительно, если в помещении нет достаточной вентиляции, то, рано или поздно, продолжающийся сброс из генератора азота воздуха с повышенным содержанием в нем кислорода может вызвать опасное повышение концентрации кислорода, могущее, в свою очередь, привести к самопроизвольному возгоранию каких-либо материалов.

Сразу можно сказать, что, на практике, в помещении вряд ли создастся такая ситуация. Однако, тем не менее, для более точной оценки следует провести и расчеты, показывающие, сколько кислорода содержится в сбрасываемом с генератора азота побочном газовом продукте - то есть, ответить на второй поставленный вопрос. Для этого, следует провести несложные арифметические действия, для которых требуется несколько исходных величин:
- производительность генератора азота
- чистота вырабатываемого азота
- потребление сжатого воздуха

Пример 1

Предположим, например, что производительность генератора азота составляет 42 м³/ч при чистоте азота 99,5%, и что для производства этого количества газа генератору требуется 118 м³ воздуха в час (помним, что все объемные расходы в документации принято указывать приведенными к стандартным или нормальным условиям). Используя эти данные, можно последовательно вычислить:

1. Сколько кислорода поступает в генератор азота. 118 х 0,208 = 24,5 м³/ч

2. Сколько кислорода уходит в азотный трубопровод вместе с производимым азотом. 42 х 0,005 = 0,2 м³/ч

3. Сколько воздуха выбрасывается в атмосферу. 118 - 42 = 76 м³/ч

4. Сколько кислорода содержится в выбрасываемом в атмосферу воздухе. 24,5 - 0,2 = 24,3 м³/ч

5. Какова объемная доля кислорода в выбрасываемом воздухе. 24,3 : 76 = 0,32, или 32%

Пример 2

Возьмем другой пример, для адсорбционной азотной установки, вырабатывающей азот высокой чистоты: производительность генератора 8 м³/ч при чистоте азота 99,99%, потребность в сжатом воздухе 57,6 м³/ч.

1. Сколько кислорода поступает в генератор азота? 57,6 х 0,208 = 12 м³/ч

2. Сколько кислорода уходит в азотный трубопровод вместе с производимым азотом? 8 х 0,0001 = 0,0008 м³/ч (пренебрежимо мало)

3. Сколько воздуха выбрасывается в атмосферу? 57,6 - 8 = 49,6 м³/ч

4. Сколько кислорода содержится в выбрасываемом в атмосферу воздухе? 12 - 0,0008 = условно те же 12 м³/ч

5. Какова объемная доля кислорода в выбрасываемом воздухе? 12 : 49,6 = 0,24, или 24%


Как видно, содержание кислорода в воздухе, сбрасываемом в атмосферу азотной установкой, не всегда прямо коррелирует с чистотой азота - действительно, при более высокой расчетной чистоте с производимым азотом из генератора уходит меньше кислорода, но ввиду меньшей эффективности работы, с кислородом в атмосферу сбрасывается и значительно больше азота, что, в итоге, приводит не к такому уж большому содержанию кислорода.

Также, следует отметить, что в расчетах выше не учтен аргон, доля которого в атмосферном воздухе приближается к 1% (аргон, по большей части, остается с азотом как в процессе производстве мембранным, так и адсорбционным способом), а также и другие газы. Кроме того, расчеты выше проведены исходя из того, что генератор работает постоянно, с полной производительностью.

Однако, в любом случае, сброс побочного газового продукта от генератора азота в помещение будет приводить к росту содержания в воздухе помещения кислорода. Учитывая практический опыт, можно надеяться, что вряд ли это содержание вырастет до сколько-нибудь опасного уровня (почти всегда находится причина, мешающая этому) - тем не менее, в помещении желательно предусмотреть как вентиляцию, которая независимо от других факторов будет гарантировать приемлемое с точки зрения безопасности содержание кислорода, так и датчик содержания кислорода в воздухе, с выводом сигнализации от него из помещения, например, на сигнальную лампу и/или зуммер.




© 2015 Онли боллзНдва.ру. Правила копирования материалов