» » Производство технического кислорода
21.05.2015

В дореволюционное время наша страна располагала 21 импортной кислородной установкой общей производительностью 530 кислорода в час. Первая отечественная кислородная установка производительностью 100 м3/час была изготовлена в 1932 г. Московским автогенным заводом.
В тридцатых годах в России был освоен выпуск стационарных установок производительностью 30 м3/час, установок жидкого кислорода производительностью 250 л/час, автомобильных установок жидкого кислорода производительностью 7 л/час. а в предвоенные годы были спроектированы, изготовлены и введены в эксплуатацию первые крупные установки, позволившие получать с каждого агрегата по 5000 м3/час воздуха, обогащенного кислородом до 60%.
Мощность всех установок по Советскому Союзу, построенных в послевоенный период, к 1960 г. намечено довести до 460 тыс. м3/час. Реализация этой программы позволит нашей стране выйти на первое место в мире по объему и технике производства кислорода, а также по количеству кислорода, применяемого в металлургии.
Уместно отметить, что ФРГ производит 350 000 м3/час кислорода, а общая производительность кислородных станций США в 1952 г. оценивалась в 200—250 тыс. м3/час, включая 4 установки фирмы «Стесси Дрессер» мощностью по 29 тыс. м3/час каждая, которые в дальнейшем были законсервированы вследствие их неработоспособности. В настоящее время, по литературным данным, в США эксплуатируются агрегаты производительностью до 5000 м3/час.
В России успешно завершена работа по созданию новых эффективных типов кислородных установок и тем обеспечена возможность широкого промышленного применения кислорода в ведущих отраслях производства.
Советским ученым и инженерам принадлежит приоритет получения кислорода методом разделения составных частей воздуха — глубоким охлаждением; это направление является в настоящее время основным в создании крупных кислородных и азотных установок как у нас, так и за границей. В частности, все мощные станции, сооружаемые для интенсификации процессов в нашей черной и цветной металлургии, будут работать по этому методу, основанному на различной температуре кипения жидкого кислорода (-182,9°) и жидкого азота (-195,8°). Процесс получения кислорода состоит в получении жидкого воздуха сжатием атмосферного воздуха компрессорами, последующего его расширения с отдачей производимой при этом работы в детандерах, ректификации с разделением на кислород и азот, причем первый может быть выдан в виде газа или жидкости.
При обогащении воздуха кислородом считается нецелесообразным получение сравнительно чистого, дорогого кислорода в связи с неизбежным при высокой степени компрессии уменьшением производительности установки. Но получение кислорода чистотою ниже 90% также считается нецелесообразным, так как в этом случае значительно увеличиваются размеры и стоимость оборудования установок. Изменение стоимости кислорода с увеличением степени его чистоты ориентировочно характеризуется следующими данными:
Производство технического кислорода

В России создана кислородная установка БР-1 производительностью 12—18 тыс. м3/час кислорода. Такой агрегат смонтирован на Ново-Тульском металлургическом заводе и действует безотказно, заменяя в отдельные периоды шесть установок типа КТ-3600 и КТ-2400. Он расходует на 60% меньше энергии, чем агрегат американской фирмы «Стесси Дрессер», и на 30% меньше, чем агрегаты фирмы «Линде»; штат обслуживающего персонала БР-1 в 5 раз, а расход металла на 40% меньше по сравнению с лучшими заграничными установками.
Производство технического кислорода

Установки БР-1 и БР-3 создали надежную базу для широкого внедрения кислорода в различные отрасли народного хозяйства и явились основой для дальнейшего проектирования еще более мощных агрегатов производительностью 30—50 и даже 100 тыс. кислорода в час.
Тенденция разработки и освоения все более крупных установок по выработке кислорода обусловлена тем, что удельные (на 1 м3) капитальные затраты и себестоимость продукции резко понижаются с повышением производительности агрегата. Считается, что при увеличении производительности установки в 3 раза удельные капиталовложения сокращаются в 1,5 раза, а себестоимость продукта — кислорода, аргона — снижается примерно в 1,4 раза (рис. 2 и табл. 1).
Производство технического кислорода

Краткая характеристика установок для получения технологического кислорода, сооружаемых в России, приведена в табл. 2.
В тех случаях, когда потребность в техническом кислороде не велика и сооружать кислородную станцию нецелесообразно, он доставляется к месту потребления в баллонах, танках, железнодорожных цистернах или, наконец, по трубопроводу с соседних станций. Известно, например, что кислород применяется в настоящее время в Швеции для интенсификации металлургических процессов на 10 заводах, в то время как кислородная станция имеется только на заводе «Домнарвет» и на небольшом заводе, где производительность кислородной установки составляет всего лишь 315 м3/час, а остальные заводы пользуются кислородом со стороны, получая его по трубопроводам, в танках и баллонах. 3 США примерно 75% всего производимого в стране кислорода поставляется в жидком виде. Транспортные танки, установленные на автомашинах, вмещают 1200 и 6000 л жидкого кислорода, что соответствует 1000 и 5100 газообразного кислорода; потери кислорода в танках составляют 0,1—0,3% в час. Железнодорожные кислородные цистерны изготовляются емкостью 10, 13,5 и 32 г жидкого кислорода; потери кислорода из цистерн составляют 3—5% в сутки.
Производство технического кислорода

Жидкий кислород, поступающий в танках или цистернах, переводят в газообразное состояние в специально сооружаемых испарительных станциях, состоящих из стационарных танков, газификаторов и приемников газообразного кислорода (газгольдеры) или газодувок для подачи кислорода непосредственно в технологический агрегат. При использовании кислорода, поступающего к месту потребления в баллонах, для удобства работы целесообразно применять рампу, к которой можно подключать, в зависимости от потребного количества кислорода, от нескольких штук до нескольких сот баллонов.