Nel nostro Vita di ogni giorno spesso incontriamo l'affermazione secondo cui qualcuno prende i soldi letteralmente dal nulla, come se li raccogliesse dal nulla.
Ma poche persone prendono alla lettera un'affermazione così audace. Perché non provi a farlo?
Dopotutto, la produzione di ossigeno è abbastanza vero affare, e inoltre, dando al suo proprietario ottimi profitti.
Gli abitanti credono erroneamente che l'ossigeno puro possa essere utilizzato solo da alcuni rami dell'industria pesante e dalle istituzioni mediche, ma non è assolutamente così.
A proposito, le grandi imprese sono molto più interessate alla produzione di ossigeno liquido, che è semplicemente non redditizio per gli imprenditori di medie dimensioni a causa di alto pericolo processo e revisioni in corso da parte delle autorità di controllo.
Dove viene utilizzato l'ossigeno?
Sì, l'industria pesante in effetti consuma almeno l'80% di tutto l'ossigeno prodotto. Inoltre, è ampiamente utilizzato dai saldatori per il taglio ossiacetilenico del metallo, per la disinfezione dell'acqua (grazie alle sue eccellenti proprietà ossidanti), nonché per l'aerazione delle peschiere in inverno (per prevenire la pestilenza).
Tuttavia, se hai almeno un impianto di fusione di metalli più o meno funzionante nelle vicinanze, ti verrà comunque fornito lavoro.
Sfortunatamente (e fortunatamente per l'ambiente), tali imprese non esistono nemmeno in tutte principali città per non parlare della provincia. Tuttavia, questo non dovrebbe fermarti: se nella tua regione c'è almeno qualche industria, allevamenti ittici o il giusto numero di saldatori, ci sarà sempre un profitto.
Documenti e requisiti del prodotto
Esistono diverse norme che regolano la produzione di ossigeno. Stiamo parlando di GOST 5583-78 e TU (regolamenti tecnici) 2114-001-05798345-2007. E anche la versione export del prodotto deve essere certificata secondo ISO 2046-73.
Si noti che alcune proibitive burocrazia burocratica in fase di ottenimento di tutto documenti richiesti NO. A proposito, che tipo di documenti hai bisogno di ottenere?
Ecco la loro lista completa.
- Domanda per il diritto di impegnarsi nella produzione di ossigeno gassoso.
- Copie autenticate di tutto documenti costitutivi la tua impresa.
- Una copia autenticata del documento sulla registrazione della tua azienda e la tua registrazione come persona giuridica.
- Codici statistici obbligatori.
- Una copia autenticata di un estratto del Registro delle persone giuridiche dello Stato unificato.
- Tutti i documenti che confermano il diritto degli specialisti dell'azienda a impegnarsi nella produzione di ossigeno: diplomi superiori e secondari educazione speciale, certificati di completamento dei corsi pertinenti, libri di lavoro con record di esperienza lavorativa imprese industriali profilo simile.
- Documenti che confermano il fatto che disponi di edifici idonei per l'organizzazione di un laboratorio in cui è possibile impostare la produzione di ossigeno (contratto di acquisto, contratto di locazione).
Tecnologia e attrezzature
Il dispositivo principale per ottenere una sostanza chimicamente pura è un concentratore di ossigeno. Alcuni lo chiamano erroneamente "generatore", il che è fondamentalmente sbagliato: non genera ossigeno, ma lo estrae solo dall'aria, aumentandone la concentrazione.
Come puoi immaginare, il costo di tali apparecchiature dipende direttamente dalla sua capacità. La produttività è misurata nella quantità di ossigeno di una data concentrazione, che il dispositivo emetterà in un'ora di funzionamento a pieno carico.
Considera il costo dell'acquisto: un tipico concentratore cinese, che produce dieci metri cubi di ossigeno al 96% all'ora, ti costerà seimila dollari.
E ora preparati: un generatore della stessa azienda, ma che produce già un centinaio di metri cubi di gas della stessa qualità (per contemporaneamente), dovrai acquistare per 30 milioni (!) Rubli. Tuttavia, le apparecchiature di questa classe hanno un vantaggio indiscutibile: possono essere utilizzate per produrre ossigeno e azoto. Quest'ultimo viene prontamente acquistato dalle imprese agricole impegnate nella produzione di fertilizzanti azotati.
Costi aggiuntivi e note
Purtroppo non funzionerà per installare l'attrezzatura su un prato alpino pulito: l'alimentazione è fornita da bombole con aria compressa, che è stata fatta passare attraverso potenti filtri, e quindi purificata da impurità e vapore acqueo.
Ci sono anche lato positivo: puoi pompare ossigeno puro in bombole d'aria usate. Considerando che uno di questi cilindri costa circa 6 mila rubli, i risparmi sono significativi. Ma consigliamo di acquistare non solo attrezzature per la produzione di ossigeno, ma anche tutto il necessario per pulire e comprimere l'aria.
Dati i prezzi sopra indicati, non noterai nemmeno molta differenza quando acquisti l'intero set.
Il rapporto tra aria consumata e ossigeno prodotto
Per dedicarsi anche alla produzione di aria (ricorda di cosa abbiamo parlato all'inizio dell'articolo), è necessario acquistare un compressore con una grande capacità di riserva. Questa attrezzatura per la produzione di ossigeno non è troppo costosa e quindi l'aumento della produttività non ti colpirà in tasca.
Naturalmente, il concentratore consumerà molta più aria rispetto all'ossigeno chimicamente puro che produce. Il suddetto generatore (per 10 metri cubi di gas finito) consuma 132 metri cubi di aria in un'ora. Di conseguenza, un modello da 100 metri cubi "mangerà" 1320 metri cubi in un'ora.
Apparecchiature per la purificazione e la deumidificazione dell'aria
Abbiamo già detto che la produzione di ossigeno diventerà molto più redditizia se realizzi tu stesso le materie prime per il concentratore. Un normale compressore per il primo modello di concentratore di ossigeno può essere acquistato per circa 8 mila rubli, ma l'attrezzatura per un modello più potente avrà un costo di mille dollari.
Un deumidificatore di alta qualità, abbinato a un sistema di filtri, ti costerà rispettivamente 50 e 350 mila rubli. In una parola, rispetto ai costi di acquisto dell'hub stesso, questi costi non saranno così sensibili.
Se non si prevede di raggiungere capacità "spaziali", è abbastanza realistico cavarsela solo affittando una parte (o tutta) l'attrezzatura. Inoltre, puoi acquistare il generatore più semplice con una capacità di 3,5 metri cubi all'ora, che produce il 90% di ossigeno. Costerà circa 600 dollari.
Naturalmente, la produzione di ossigeno dall'aria su tale scala è giustificata solo nel caso del suo uso episodico.
Locali e personale
In linea di principio, le officine per la produzione di ossigeno non dovrebbero soddisfare requisiti speciali. Ad eccezione di un numero maggiore di scudi antincendio ed estintori.
Ma in officina deve esserci un cablaggio in grado di resistere al collegamento di apparecchiature a 380 V.
Tra l'altro l'impianto per la produzione di ossigeno è buono perché la sua manutenzione non richiede l'intervento di un dottorato di ricerca. Anche un normale lavoratore è abbastanza adatto, che affronterà il compito dopo un breve briefing.
È richiesto un ingegnere della specialità 240301 "Tecnologia chimica". sostanze inorganiche"o 240706" Produzione automatizzata di imprese chimiche.
Naturalmente sono necessari traslochi, spedizionieri, specialisti di marketing che saranno responsabili della distribuzione dei prodotti finiti.
Una parola sulla redditività
Come avrai notato, abbiamo più volte notato che la redditività della produzione dipende in gran parte dal tipo di aria che usi: acquistata o "prodotta" da te. Tuttavia, è difficile parlare di cifre specifiche, poiché tutto dipende dalle caratteristiche dell'attrezzatura utilizzata, dal numero di dipendenti e dalla cassa salariale.
Tuttavia, nel perdente non rimarrai in ogni caso. L'esperienza dei produttori mostra che la redditività media di un'impresa sull'aria acquistata è almeno del 100%, sulle proprie materie prime - dal 150% e oltre.
Produzione di ossigeno medicale
All'inizio dell'articolo, l'abbiamo già notato istituzioni mediche ha bisogno anche di ossigeno. Non pensare che sia prodotto negli stessi laboratori. Contrariamente alla credenza popolare, la produzione di ossigeno medicale viene generalmente effettuata in volumi piuttosto ridotti.
Solo le imprese del settore medico che hanno ricevuto tutti i certificati di conformità necessari sono autorizzate a questo processo. I "semplici mortali" non possono entrare in questa sfera. Tuttavia, non ne vale la pena: perderai così tanto sulla certificazione e sull'organizzazione della produzione che soddisfa tutti i requisiti dei medici che non sarai in grado di recuperare tutti i costi nel primo anno.
Per diventare tecnico ossigeno puro l'aria subisce un profondo raffreddamento e si liquefa (il punto di ebollizione dell'aria liquida a pressione atmosferica- 194,5°). L'aria liquida risultante viene sottoposta a distillazione frazionata o rettifica in colonne di distillazione. La possibilità di una distillazione riuscita si basa su una differenza piuttosto significativa (circa 13°) nei punti di ebollizione dell'azoto liquido (-196°) e dell'ossigeno (-183°).
L'aria aspirata da un compressore multistadio passa prima attraverso un filtro aria, dove viene ripulita dalla polvere, quindi passa successivamente attraverso gli stadi del compressore (in figura è mostrato un compressore a quattro stadi). Dopo ogni stadio del compressore, la pressione dell'aria aumenta e viene portata fino a 50-220 atm, a seconda del sistema di installazione e della fase di produzione. Dopo ogni stadio del compressore, l'aria passa attraverso un deumidificatore, dove l'acqua si condensa quando l'aria viene compressa, e viene depositato un refrigeratore d'acqua, che raffredda l'aria e rimuove il calore generato durante la compressione. Tra il secondo e il terzo stadio del compressore per assorbire l'anidride carbonica dall'aria, viene acceso un apparecchio: un calcinatore riempito di soluzione acquosa Soda caustica. L'aria compressa proveniente dal compressore passa attraverso una batteria di essiccazione da bombole riempite di soda caustica grumosa, che assorbe umidità e residui di anidride carbonica. Forse la rimozione completa dell'umidità e dell'anidride carbonica dall'aria è essenziale, poiché il congelamento a basse temperature l'acqua e l'anidride carbonica intasano i tubi della sezione relativamente piccola dell'apparato dell'ossigeno e costringono l'impianto a smettere di funzionare, fermandolo per lo sbrinamento e lo spurgo dell'apparato dell'ossigeno.
Dopo aver superato la batteria di essiccazione, l'aria compressa entra nel cosiddetto apparato dell'ossigeno, dove l'aria viene raffreddata, liquefatta e rettificata con separazione in ossigeno e azoto. Un normale apparecchio per l'ossigeno comprende due colonne di distillazione, un evaporatore, uno scambiatore di calore e una valvola a farfalla. L'aria compressa viene raffreddata nello scambiatore di calore dall'ossigeno e dall'azoto in uscita dall'apparato, ulteriormente raffreddata nella serpentina dell'evaporatore, dopodiché passa attraverso la valvola a farfalla, espandendo e riducendo la pressione. A causa dell'effetto Joule-Thomson, la temperatura dell'aria scende bruscamente durante l'espansione e si verifica la liquefazione.
L'aria liquida evapora durante il processo di rettifica, il processo di evaporazione e i prodotti gassosi di scarico della rettifica - azoto e ossigeno - raffreddano nuove porzioni di aria compressa proveniente dal compressore, ecc. L'azoto gassoso con una purezza del 96-98% di solito non viene utilizzato e viene rilasciato dallo scambiatore di calore nell'atmosfera. L'ossigeno gassoso con una purezza del 99,0-99,5% viene inviato a un detentore di gas in gomma, da dove viene aspirato da un compressore di ossigeno e alimentato per riempire bombole di ossigeno alla pressione di 150 atm.
L'unità funziona continuamente 24 ore su 24 fino a quando la macchina non si blocca o si verificano malfunzionamenti che richiedono un arresto per la riparazione. Quando l'apparecchio si congela, il funzionamento si interrompe e inizia il periodo di riscaldamento dell'apparecchio con aria calda fornita dal compressore. Al termine del riscaldamento, il dispositivo viene spurgato, viene eseguita la necessaria manutenzione e l'impianto è pronto per un nuovo avviamento.
Il ciclo completo di produzione dell'impianto è denominato campagna, la cui durata normale è di circa 600 ore, di cui lavoro utile con l'emissione di ossigeno 550-560 ore. Durante il periodo di avviamento, quando è richiesto un raffreddamento intensivo dell'apparato e la creazione più rapida di una fornitura di aria liquida, il compressore fornisce aria ad una pressione di circa 200 atm, quando viene stabilito il normale corso del processo, il consumo di freddo diminuisce E pressione di esercizio compressore è ridotto a 50-80 atm. Questo si riferisce alla produzione di ossigeno gassoso dall'apparecchio, che porta con sé parte del freddo dall'apparecchio, rilasciando la maggior parte del freddo nell'evaporatore e nello scambiatore di calore dell'apparecchio. Allo stato attuale, una parte significativa dell'ossigeno viene spesso prelevata dall'apparato in forma liquida. Con l'ossigeno liquido, che ha una temperatura di -183°, viene portato via molto freddo dall'apparecchio, e per la possibilità di funzionamento normale dell'impianto è necessario aumentare il raffreddamento dell'impianto. Ciò si ottiene in due modi: 1) aumentando la pressione di esercizio del compressore d'aria; 2) l'esecuzione di lavori esterni durante l'espansione dell'aria.
Durante il funzionamento dell'impianto per la produzione di ossigeno liquido, la pressione di esercizio del compressore d'aria viene mantenuta a circa 200 atm. per tutta la campagna, invece di 50-80 atm., sufficienti per la produzione di ossigeno gassoso. Nella produzione di ossigeno liquido, l'aria compressa dal compressore viene divisa in due flussi approssimativamente identici, uno dei quali viene inviato direttamente all'apparato dell'ossigeno, come descritto sopra, mentre l'altro entra prima in una speciale macchina a pistoni, la cosiddetta espansione macchina o espansore. Nell'espansore l'aria compressa in ingresso si espande, compiendo un lavoro esterno, e riduce la pressione da 200 a 6 atm. L'espansione nell'espansore con l'esecuzione del lavoro esterno raffredda l'aria molto più dell'espansione nella valvola a farfalla dell'apparato dell'ossigeno a causa dell'effetto Joule-Thomson. L'aria viene raffreddata all'uscita dell'espansore a circa -120° ed entra nell'apparato dell'ossigeno, mescolandosi con parte dell'aria che entra nell'apparato dell'ossigeno oltre all'espansore. Queste modifiche consentono di prelevare continuamente ossigeno liquido dall'apparecchiatura senza disturbare il processo di produzione.
Trasporto e stoccaggio di ossigeno
La produzione di ossigeno dall'aria viene effettuata continuamente 24 ore su 24, su piccola scala non è redditizia. Di solito solo le imprese con un elevato consumo di ossigeno, almeno 400 - 500 m 3 al giorno, possono avere i propri impianti di ossigeno, mentre la maggior parte dei consumatori con un consumo medio e basso di ossigeno lo riceve da speciali impianti di ossigeno. Pertanto, il trasporto e lo stoccaggio dell'ossigeno, che spesso costano più della sua produzione, acquistano un'importanza significativa. L'ossigeno viene solitamente immagazzinato e trasportato in forma gassosa in bombole di acciaio alla pressione di 150 atm.
La bombola di ossigeno è una bombola con un fondo sferico e un collo per il fissaggio di una valvola di intercettazione. Una scarpa è montata sul fondo del cilindro, permettendo al cilindro di essere posizionato verticalmente. Sul collo è montato un anello filettato per l'avvitamento di un cappuccio di protezione. Il collo ha una filettatura conica interna per l'avvitamento della valvola.
Secondo GOST i cilindri sono realizzati con tubi in acciaio al carbonio senza saldatura con una resistenza alla trazione di almeno 65 kg/mm2, una resistenza allo snervamento di almeno 38 kg/mm2 e un allungamento relativo di almeno il 12%. Le bombole di ossigeno sono prodotte per vari scopi con una capacità da 0,4 a 50 litri. Nella tecnologia di saldatura vengono utilizzate principalmente bombole con una capacità di 40 litri. Tale cilindro ha un diametro esterno di 219 mm, una lunghezza del corpo di 1390 mm e uno spessore della parete di 8 mm; la bombola senza ossigeno pesa circa 67 kg.
Le bombole in acciaio al carbonio per una pressione di esercizio di 150 atm hanno una tara di 1,6-1,7 kg! l capacità, v Ultimamenteè iniziato lo sviluppo di cilindri in acciai legati con una resistenza alla trazione di 100-120 kg / mm2, che consente di aumentare la pressione di esercizio dei cilindri e ridurne il peso di 2-2,5 volte a parità di capacità e pressione di esercizio. Per evitare pericolosi errori durante il riempimento e l'uso, le bombole per gas diversi sono verniciate in colori diversi, inoltre il raccordo di collegamento della valvola di intercettazione ha dimensioni e design diversi. Le bombole di ossigeno sono dipinte di blu all'esterno e sono etichettate come ossigeno in lettere nere. Ogni cinque anni, una bombola di ossigeno è soggetta a un test obbligatorio alla presenza di un ispettore del Kotlonadzor, che viene contrassegnato da un marchio, inciso sulla parte sferica superiore della bombola. Anche prodotto prova idraulica a una pressione di lavoro e mezza, cioè. a 225 atm. La valvola della bombola di ossigeno è in ottone. Il raccordo di collegamento della valvola ha una filettatura destra 3/4.Durante lo stoccaggio, la valvola è protetta da un tappo di sicurezza, che viene avvitato sull'anello esterno del collo del cilindro. Una bombola piena di ossigeno a una pressione di 150 atm, in caso di violazione delle regole per la sua manipolazione, può provocare un'esplosione di notevole forza distruttiva. Pertanto, quando si maneggiano le bombole di ossigeno, è necessario osservare rigorosamente le norme di sicurezza stabilite. Si raccomanda di non portare bombole di ossigeno in officine particolarmente critiche o pericolose, ma di collocarle all'esterno dell'officina in un annesso separato e di fornire ossigeno ridotto all'officina attraverso la tubazione pressione ridotta, solitamente 10 atm.
L'estensione più semplice sotto forma di un armadio di ferro contro il muro esterno. Di solito, non dovrebbero esserci più di 10 bombole in officina contemporaneamente. In officina le bombole devono essere fissate con collare o catena a parete, colonna, rastrelliera, ecc. per eliminare la possibilità di cadere. Sul territorio dello stabilimento le bombole devono essere trasportate su barella o meglio trasportarle su appositi carrelli; è vietato portare bombole sulle braccia o sulle spalle. Nel trasporto delle bombole con automezzi o carri è necessario utilizzare rivestimenti in legno per evitare il rotolamento e l'urto delle bombole. Il carico e lo scarico delle bombole deve essere effettuato con attenzione, senza urti e scosse. Le bombole devono essere protette dal calore, ad esempio da forni, che provoca un pericoloso aumento della pressione del gas nelle bombole.
Per poter utilizzare l'ossigeno liquido è necessario: 1) un serbatoio di trasporto per il trasporto di ossigeno liquido, installato su un autoveicolo, solitamente appartenente ad un impianto di ossigeno; 2) un gassificatore utilizzato per convertire l'ossigeno liquido in gassoso e solitamente installato presso l'utenza di ossigeno.
silicio semiconduttore di ossigeno policristallino
introduzione
c) produzione in altoforno;
e) produzione di laminazione.
Requisiti per l'attuazione dei regimi di lavoro e di riposo.
1.3.1. La modalità di lavoro e riposo degli apprendisti si svolge secondo il programma “4 brigate 2 turni con una settimana di produzione continua con turni di 12 ore, approvato dal direttore del personale e questioni generali.
1.3.2. L'entrata in servizio e la partenza dal servizio dell'apparato viene effettuata secondo il programma approvato. Cambiare dovere solo con il permesso dell'amministrazione del dipartimento.
1.3.3. Per accettare un turno, devi rinsavire posto di lavoro almeno 30 minuti prima dell'inizio del servizio.
1.3.4. In caso di assenteismo del traduttore è necessario informare il capoturno della sezione frazionamento aria. L'uscita dal servizio in questo caso, prima della fine del turno, è vietata.
1.3.5. Il trasferimento di servizio è consentito dal capoturno.
1.3.6. In tutti i casi il turno viene accettato previa autorizzazione del capoturno della sezione di frazionamento aria.
REQUISITI DI SICUREZZA DURANTE IL LAVORO.
Requisiti per l'uso dei dispositivi di protezione per i lavoratori.
2.3.1. L'operatore deve lavorare in tuta, allacciata con tutti i bottoni. Non dovrebbero esserci parti svolazzanti sugli indumenti che possono essere catturate dalle parti in movimento (rotanti) dei meccanismi. È vietato rimboccarsi le maniche della tuta.
Durante la permanenza in locali con apparecchiature di potenza in funzione, camere, canali, tunnel e nell'area di riparazione, l'operatore deve indossare un casco protettivo allacciato con sottogola. I capelli devono essere nascosti sotto il casco.
2.3.2. Quando si entra nell'area di lavoro con livello aumentato rumore, è necessario utilizzare i tappi per le orecchie.
2.3.3. In caso di incidenti nell'industria del gas, è necessario utilizzare dispositivi di protezione dai gas (GZA) - maschere antigas isolanti per l'ossigeno.
2.3.4. Durante la manutenzione degli ugelli dell'olio combustibile, utilizzare occhiali protettivi dalla luce.
2.3.5. Quando si eseguono lavori sullo spurgo delle colonne di indicazione dell'acqua e durante il controllo dell'STC, se l'operatore svolge le funzioni di un guardalinee, utilizzare occhiali o una maschera facciale trasparente.
2.3.6. Quando si eseguono lavori usa e getta per la pulizia dell'area di lavoro, la verniciatura di attrezzature fisse, utilizzare respiratori e occhiali protettivi.
2.3.7. La produzione di tutti i tipi di lavoro, ad eccezione della pulizia dei meccanismi rotanti, deve essere eseguita con i guanti.
REQUISITI DI SICUREZZA AL TERMINE DEI LAVORI.
La procedura per l'arresto, l'arresto, lo smontaggio, la pulizia e la lubrificazione in sicurezza di attrezzature, infissi, macchine, meccanismi e attrezzature e in un processo continuo: la procedura per il loro trasferimento a turno, la procedura per la consegna del posto di lavoro.
3.1.1. Al termine del lavoro, l'operatore è obbligato a pulire accuratamente il posto di lavoro.
3.1.2. Verificare lo stato di sicurezza e antincendio del luogo di lavoro.
3.1.3. Metti in ordine strumenti, inventario, infissi e mettili in luoghi appositamente designati.
La procedura per la consegna del posto di lavoro, comprese la procedura e le misure di sicurezza per la rimozione di sostanze e materiali pericolosi e nocivi dall'area di lavoro, nonché le misure per la rimozione e la neutralizzazione dei rifiuti di produzione, che sono fonti di produzione pericolosa e dannosa fattori.
3.2.1. L'operatore è tenuto a fornire al cambio informazioni complete sullo stato e sulla modalità di funzionamento dell'apparecchiatura, su tutti i malfunzionamenti e malfunzionamenti verificatisi durante il turno.
Dare tutte le note di sicurezza misure adottate per correggere i commenti.
3.2.2. L'operatore redige a mano la consegna del turno nel rendiconto giornaliero.
3.2.3. Gli stracci usati sono conservati in apposite scatole per stracci usati.
3.2.4. Immondizia e rifiuti domestici, rifiuti edili, rottami ferrosi vengono rimossi in contenitori con l'etichettatura appropriata.
Rettifica dell'aria.
La rettifica è la separazione di miscele in sostanze costituenti a seguito dell'interazione di flussi di liquido e vapore, che di solito si muovono l'uno verso l'altro.
Fig.3
Elenco bibliografico
1. D.L. Glizmanenko "Produzione di ossigeno". ed. 5° M. “Chimica” 1972, 752 pp., 46 tab.;
2. http://www2.spiraxsarco.com/esc/SSW_Properties.aspx?country_id=ru&lang_id=rus
3. http://docs.cntd.ru/document/1200080702
introduzione
L'aria secca atmosferica è una miscela contenente il 20,95% di ossigeno e il 78,09% di azoto in volume, il resto è 0,93% di argon, 1,14 krypton, 8,6 xeno e altri gas inerti, anidride carbonica, ecc. Il contenuto di vapore acqueo nell'aria può variare notevolmente a seconda temperatura e grado di saturazione. Per ottenere ossigeno commercialmente puro, l'aria viene sottoposta a profondo raffreddamento e liquefatta (il punto di ebollizione dell'aria liquida a pressione atmosferica è 194,5 ° C). L'aria liquida risultante viene sottoposta a distillazione frazionata o rettifica in colonne di distillazione. La possibilità di una distillazione riuscita si basa su una differenza piuttosto significativa (circa 13 °C) nei punti di ebollizione dell'azoto liquido (-196 °C) e dell'ossigeno (-183 °C).
L'uso dell'ossigeno contribuisce al progresso in molti settori della tecnologia, all'aumento della produttività del lavoro nell'industria, all'aumento della produzione del prodotto, al miglioramento della sua qualità e alla riduzione dei costi.
Nel nostro Paese un gran numero di altiforni, forni a focolare aperto e convertitori sono passati al lavoro con l'ossigeno, il che rende possibile la produzione di ulteriori decine di milioni di tonnellate di ferro e acciaio. Quantità significative di ossigeno e azoto vengono consumate anche nell'industria chimica per la produzione di fertilizzanti e prodotti organici da nuove fonti di materie prime - gas naturali e di petrolio.
Scientifico: sono stati creati istituti di ricerca e progettazione per l'industria dell'ossigeno, fabbriche per la produzione di impianti di separazione dell'aria, potenti stazioni di ossigeno sono state costruite nei più grandi impianti metallurgici e chimici, imprese di costruzione di macchine; sono stati messi in funzione impianti regionali per la produzione commerciale di ossigeno, azoto e argon gassosi e liquidi; È stata padroneggiata la produzione in serie di nuovi potenti impianti per la produzione di ossigeno tecnologico e tecnico, azoto puro e gas rari.
Nel 2009, la Novolipetsk Iron and Steel Works (NLMK) ha messo in funzione commerciale un impianto di separazione dell'aria con estrazione integrata dei prodotti di separazione dell'aria della società tedesca Linde.
Novolipetsk Iron and Steel Works è al primo posto in Russia tra i prodotti in acciaio e laminati. Gli stabilimenti produttivi dell'azienda sono considerati tra i più tecnologicamente avanzati del Paese. L'azienda è specializzata nella produzione di una vasta gamma di prodotti in lamiera.
NLMK si trova nel centro della parte europea della Russia, la città di Lipetsk, vicino al più grande bacino di minerale di ferro in Europa, l'anomalia magnetica di Kursk. Lo stabilimento si trova nella regione con la rete di trasporto più sviluppata in Russia e ha una posizione strategicamente vantaggiosa per i consumatori. L'azienda ha un comodo accesso ai mercati di esportazione, accesso ai porti del Mar Baltico e del Mar Nero.
NLMK è un'impresa a ciclo metallurgico completo. Gli impianti di produzione includono estrazione e lavorazione, sinterizzazione, produzione di coke, produzione di altoforno, produzione di acciaio, produzione di acciaio laminato a caldo e laminato a freddo, prodotti laminati con rivestimento in zinco e polimero. L'azienda ha la base di produzione più moderna nella metallurgia russa. La produzione di tutto l'acciaio viene effettuata con metodo a convertitore di ossigeno con colata su macchine di colata continua
NLMK produce il 14% dell'acciaio russo, il 24% dell'acciaio piatto. L'azienda è il più grande produttore europeo di acciai elettrici. NLMK è il più grande produttore russo di bramme commerciabili e uno dei maggiori produttori di nastri (grezzi per la produzione di tubi).
L'Officina dell'Ossigeno fa parte della Produzione di Energia insieme alla Centrale di Cogenerazione (CHPP), al Centro di Alimentazione (TsELS), all'Officina del Gas, all'Officina dell'Energia Termica (TPS), all'Officina dell'Acquedotto (TsVS), al Officina Dispacciamento Tecnologico (TsTD), Officina Riparazioni Energetiche (EnRC), Officina Riparazioni Elettriche (ElRC).
Novolipetsk Iron and Steel Works è un'impresa con un ciclo metallurgico completo, il che significa che il sito industriale dello stabilimento ospita tutti gli impianti di produzione necessari affinché il minerale di ferro, dopo aver superato tutte le fasi tecnologiche, si trasformi in prodotto finale- acciaio laminato a freddo.
Schema generale la produzione comprende:
a) produzione di sinterizzazione;
b) produzione di coke;
c) produzione in altoforno;
d) produzione di acciaio;
e) produzione di laminazione.
Quasi tutto quanto sopra processi di produzione associato al consumo di ossigeno.
Struttura dell'Oxygen Shop di NLMK
Il negozio di ossigeno è un'unità produttiva e strutturale della produzione di energia di NLMK. Nell'ambito della produzione di ossigeno, sono presenti due stazioni di compressione per fornire alle officine dell'impianto aria compressa compressa ed essiccata.
Il negozio di ossigeno ha il diritto di svolgere attività per:
- 1. Operazione di produzione per il ricevimento, la lavorazione, lo stoccaggio e l'utilizzo di prodotti per la separazione dell'aria.
- 2. Installazione e messa in servizio di industrie e impianti metallurgici e coke-chimici.
- 3. Riparazione di unità e attrezzature di impianti metallurgici e coke-chimici.
- 4. Funzionamento di impianti di produzione di esplosivi.
- 5. Implementazione delle attività di gestione dei rifiuti pericolosi.
- 6. Attività ambientali (utilizzazione, deposito, movimentazione, deposito, seppellimento, distruzione di rifiuti industriali e di altro tipo).
La composizione della produzione di ossigeno comprende:
- - Stazione di ossigeno n. 1;
- - Stazione di ossigeno n. 2;
- - Sezione di reti esterne e stazioni di compressione (centrale di compressione e stazione di essiccato distretto aereo AGP).
Attualmente, l'officina sta completando la riattrezzatura tecnica. Quasi tutte le apparecchiature sono nuove, ad alte prestazioni, controllate da computer. Gli impianti di separazione dell'aria sono gestiti da specialisti con istruzione superiore. Tutte le informazioni sul funzionamento del blocco vengono visualizzate sui computer.
L'aria dall'atmosfera, attraverso filtri, viene aspirata da compressori e compressa a 6 kgf/cm 2 , con successiva alimentazione all'ASU per l'ottenimento di prodotti di separazione (SDP), azoto, ossigeno, argon, una miscela di gas inerti (cripton- concentrato di xeno), miscela neon-elio ( neon tecnico) e altro ancora vengono serviti ai consumatori di PRV.
L'ossigeno tecnico con una purezza del 99,5% di pressione fino a 1,9 MPa viene utilizzato nella produzione di acciaio nelle officine di conversione dell'ossigeno (BOF).
Purezza tecnologica dell'ossigeno 95% con una pressione di 400 mm di acqua. st - per l'intensificazione della produzione di ferro d'altoforno, l'arricchimento dell'altoforno con ossigeno fino al 30-40%, consente di migliorare il bilancio termico della fusione, aumentando la produttività dei forni.
L'azoto al 99,999% viene consumato dalle officine di laminazione di lamiere (LPTs-2; LPTs-3; LPP; LPTs-5), officine di refrattari, KKTs-1, KKTs-2, officine di gas.
Azoto 98% - per lo spurgo degli spazi interconici nel processo di altoforno (BP-6), presso USTC (KHP), KKTs-1 e KKTs-2.
Argon - per il soffiaggio nel processo di colata di acciai speciali di alta qualità per rimuovere i gas disciolti (KKTs-1, KKTs-2). L'argon viene rilasciato lateralmente in forma liquida e gassosa.
La produzione di ossigeno fornisce alle officine e agli impianti di produzione ossigeno per il fabbisogno autogeno e aria compressa. Ossigeno liquido e gassoso, concentrato di cripton-xeno, miscela di neon-elio vengono rilasciati lateralmente.
L'aria atmosferica è una miscela contenente il 20,93% di ossigeno e il 78,03% di azoto in volume, il resto è argon e altri gas del gruppo zero, anidride carbonica, ecc. Le cifre indicate si riferiscono all'aria secca senza umidità. Il contenuto di vapore acqueo nell'aria può variare notevolmente a seconda della temperatura e del grado di saturazione. Per ottenere ossigeno commercialmente puro, l'aria viene sottoposta a profondo raffreddamento e liquefatta (il punto di ebollizione dell'aria liquida a pressione atmosferica è -194,5°). L'aria liquida risultante viene sottoposta a distillazione frazionata o rettifica in colonne di distillazione. La possibilità di una distillazione riuscita si basa su una "differenza piuttosto significativa (circa 13°) nei punti di ebollizione dell'azoto liquido (-196°) e dell'ossigeno (-183°).
Uno schema di un impianto per la produzione di ossigeno dall'aria è riportato in Fig. 118. L'aria aspirata da un compressore multistadio passa prima attraverso un filtro dell'aria, dove viene ripulita dalla polvere, quindi passa successivamente attraverso gli stadi del compressore (in figura è mostrato un compressore a quattro stadi). Dopo ogni stadio del compressore, la pressione dell'aria aumenta e viene portata fino a 50-220 atm, a seconda del sistema di installazione e della fase di produzione. Dopo ogni stadio del compressore, l'aria
passa il separatore di ceneri, dove si deposita l'acqua condensata durante la compressione dell'aria, e il raffreddatore d'acqua, che raffredda l'aria e sottrae il calore generato durante la compressione. Tra il secondo e il terzo stadio del compressore per l'assorbimento dell'anidride carbonica dall'aria, viene acceso un apparecchio, un calcinatore riempito con una soluzione acquosa di soda caustica. L'aria compressa proveniente dal compressore passa attraverso una batteria di essiccazione da bombole riempite di soda caustica grumosa, che assorbe umidità e residui di anidride carbonica. Forse la rimozione completa dell'umidità e dell'anidride carbonica dall'aria è essenziale, poiché l'acqua e il congelamento dell'anidride carbonica a basse temperature intasano i tubi dell'apparato per l'ossigeno di una sezione trasversale relativamente piccola e costringono l'impianto a fermarsi, fermandolo per lo sbrinamento e lo spurgo l'apparato dell'ossigeno.
Dopo aver superato la batteria di essiccazione, l'aria compressa entra nel cosiddetto apparato dell'ossigeno, dove l'aria viene raffreddata, liquefatta e rettificata con separazione in ossigeno e azoto. Un normale apparecchio per l'ossigeno comprende due colonne di distillazione, un evaporatore, uno scambiatore di calore e una valvola a farfalla. L'aria compressa viene raffreddata nello scambiatore di calore dall'ossigeno e dall'azoto in uscita dall'apparato, ulteriormente raffreddata nella serpentina dell'evaporatore, dopodiché passa attraverso la valvola a farfalla, espandendo e riducendo la pressione. A causa dell'effetto Joule-Thomson, la temperatura dell'aria scende bruscamente durante l'espansione e si verifica la liquefazione.
L'aria liquida evapora durante il processo di rettifica, il processo - evaporazione e prodotti gassosi di scarico della rettifica ■ - azoto e ossigeno - raffreddare nuove porzioni di aria compressa proveniente dal compressore, ecc. L'azoto gassoso con una purezza del 96-98% di solito non è utilizzato e viene rilasciato dallo scambiatore di calore in atmosfera. L'ossigeno gassoso con una purezza del 99,0-99,5% viene inviato a un detentore di gas in gomma, da dove viene aspirato da un compressore di ossigeno e alimentato per riempire bombole di ossigeno alla pressione di 150 atm.
L'unità funziona continuamente 24 ore su 24 fino a quando la macchina non si blocca o si verificano malfunzionamenti che richiedono un arresto per la riparazione. Quando l'apparecchio si congela, il funzionamento si interrompe e inizia il periodo di riscaldamento dell'apparecchio con aria calda fornita dal compressore. Al termine del riscaldamento, il dispositivo viene spurgato, viene eseguita la necessaria manutenzione e l'impianto è pronto per un nuovo avviamento.
Il ciclo produttivo completo dell'impianto è denominato "campagna", la cui durata normale è di circa 600 ore, di cui 550-560 ore di lavoro utile con erogazione di ossigeno. Durante il periodo di avviamento, quando è richiesto un raffreddamento intensivo dell'apparato e la creazione più rapida di una fornitura di aria liquida, il compressore fornisce aria ad una pressione di circa 200 atm, quando si stabilisce il normale corso del processo, il freddo la portata diminuisce e la pressione di lavoro del compressore scende a 50-80 atm. Di cosa si è detto
Viene utilizzato per ottenere ossigeno gassoso dall'apparecchio, che porta con sé un po' di freddo dall'apparecchio, rilasciando la maggior parte del freddo nell'evaporatore e nello scambiatore di calore dell'apparecchio. Allo stato attuale, una parte significativa dell'ossigeno viene spesso prelevata dall'apparato in forma liquida. Con l'ossigeno liquido, che ha una temperatura di -183°, viene portato via molto freddo dall'apparecchio, e per la possibilità di funzionamento normale dell'impianto è necessario aumentare il raffreddamento dell'impianto. Ciò si ottiene in due modi: 1) aumentando la pressione di esercizio del compressore d'aria; 2) l'esecuzione di lavori esterni durante l'espansione dell'aria.
Durante il funzionamento dell'impianto per la produzione di ossigeno liquido, la pressione di esercizio del compressore d'aria viene mantenuta a circa 200 atm per tutta la campagna, invece di 50-80 atm, sufficienti per la produzione di ossigeno gassoso. Nella produzione di ossigeno liquido, l'aria compressa dal compressore viene divisa in due flussi approssimativamente identici, uno dei quali viene inviato direttamente all'apparato dell'ossigeno, come descritto sopra, mentre l'altro entra prima in una speciale macchina a pistoni, la cosiddetta espansione macchina o espansore. Nell'espansore l'aria compressa in ingresso si espande, compiendo un lavoro esterno, e riduce la pressione da 200 a 6 atm. L'espansione nell'espansore con l'esecuzione del lavoro esterno raffredda l'aria molto più dell'espansione nella valvola a farfalla dell'apparato dell'ossigeno a causa dell'effetto Joule-Thomson. L'aria viene raffreddata all'uscita dell'espansore a circa -120° ed entra nell'apparato dell'ossigeno, mescolandosi con parte dell'aria che entra nell'apparato dell'ossigeno oltre all'espansore. Queste modifiche consentono di prelevare continuamente ossigeno liquido dall'apparecchiatura senza disturbare il processo di produzione.
1 m3 di ossigeno a 760 mmHg Arte. e 0 ° pesa 1,43 kg e a 20 ° - 1,31 kg.
1 litro di ossigeno liquido pesa 1,13 kg e, evaporando, forma 0,79 m3 di ossigeno gassoso a 0° e 760 mm Hg. Arte. 1 kg di ossigeno liquido occuperà un volume di 0,885 litri e, evaporando, forma 0,70 m3 di ossigeno gassoso a 0° e 760 mm Hg. Arte. I dati tecnici degli impianti di ossigeno standard fabbricati nell'Unione Sovietica sono riportati nella Tabella. 15.
Gli impianti da 5 e 30 m3/ora sono realizzati non solo fissi, ma anche mobili.
IN l'anno scorso in Unione Sovietica, l'accademico P. L. Kapitsa ha sviluppato un nuovo processo per la produzione di ossigeno dall'aria. Questo metodo differisce da tutti quelli esistenti per la bassa pressione di esercizio dell'aria compressa, solo 6 atm. L'aria viene compressa da un turbocompressore, la principale fonte di freddo è un turboespansore e l'aria viene preraffreddata nei rigeneratori. La pianta produce ossigeno liquido.
Secondo la norma in vigore in URSS, l'ossigeno tecnico di 1° grado per la saldatura e il taglio dei metalli deve avere un livello di purezza di almeno il 99%.
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Tabella 15 Dati tecnici per impianti di ossigeno fabbricati in URSS
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La produzione di ossigeno dall'aria viene effettuata continuamente 24 ore su 24, su piccola scala non è redditizia. Di solito solo le imprese con un elevato consumo di ossigeno, almeno 400-500 l3 al giorno, possono avere i propri impianti di ossigeno, mentre la maggior parte dei consumatori con un consumo di ossigeno medio e basso lo riceve da appositi impianti di ossigeno. Pertanto, il trasporto e lo stoccaggio dell'ossigeno, che spesso costano più della sua produzione, acquistano un'importanza significativa. L'ossigeno viene solitamente immagazzinato e trasportato in forma gassosa in bombole di acciaio alla pressione di 150 atm.
Una bombola di ossigeno (Fig. 119) è una bombola con un fondo sferico e un collo per il fissaggio di una valvola di intercettazione. Una scarpa è montata sul fondo del cilindro, permettendo al cilindro di essere posizionato verticalmente. Sul collo è montato un anello filettato per l'avvitamento di un cappuccio di protezione. Il collo ha
filettatura conica interna per l'avvitamento della valvola. Secondo GOST, i cilindri sono realizzati con tubi in acciaio al carbonio senza saldatura con una resistenza alla trazione di almeno 65 kg / mm2, una resistenza allo snervamento di almeno 38 kg! mm2 e un allungamento relativo di almeno il 12%. Le bombole di ossigeno sono prodotte per vari scopi con una capacità da 0,4 a 50 litri. Nella tecnologia vengono utilizzate principalmente bombole con una capacità di 40 litri. Tale cilindro ha un diametro esterno di 219 mm, una lunghezza del corpo di 1390, lsh, uno spessore della parete di 8 mm; la bombola senza ossigeno pesa circa 67 kg.
Le bombole realizzate in acciaio al carbonio per una pressione di esercizio di 150 atm hanno una tara di 1,6-1,7 kg/l di capacità. Recentemente è iniziato lo sviluppo di cilindri in acciai legati con una resistenza alla trazione di 100-120 kg / mm2, che consente di aumentare la pressione di esercizio dei cilindri e ridurne il peso di 2-2,5 volte a parità di capacità e funzionamento pressione. Per evitare pericolosi errori durante il riempimento e l'uso, le bombole per gas diversi sono verniciate in colori diversi, inoltre il raccordo di collegamento della valvola di intercettazione ha dimensioni e design diversi. Le bombole di ossigeno sono dipinte di blu all'esterno e sono etichettate come ossigeno in lettere nere. Ogni cinque anni, una bombola di ossigeno è soggetta a un test obbligatorio alla presenza di un ispettore del Kotlonadzor, che viene contrassegnato da un marchio, inciso sulla parte sferica superiore della bombola. Viene inoltre eseguita una prova idraulica per una pressione di esercizio e mezza, ovvero 225 atm. La valvola della bombola di ossigeno è in ottone. Il raccordo di collegamento della valvola ha una filettatura destra Durante lo stoccaggio, la valvola è protetta da un cappuccio protettivo, che viene avvitato sull'anello esterno del collo del cilindro. Una bombola piena di ossigeno a una pressione di 150 atm, in caso di violazione delle regole per la sua manipolazione, può provocare un'esplosione di notevole forza distruttiva. Pertanto, quando si maneggiano le bombole di ossigeno, è necessario osservare rigorosamente le norme di sicurezza stabilite. Si raccomanda di non portare bombole di ossigeno in officine particolarmente critiche o pericolose, ma di posizionarle all'esterno dell'officina in un annesso separato e di fornire ossigeno a pressione ridotta, solitamente 10 atm, all'officina attraverso una tubazione.
L'estensione più semplice sotto forma di un armadio di ferro vicino alla parete esterna dell'officina è mostrata in Fig. 120. Di solito non dovrebbero esserci più di 10 bombole in officina contemporaneamente. In officina le bombole devono essere fissate con collare o catena ad una parete, colonna, cremagliera, ecc. per eliminare la possibilità di caduta. Sul territorio dello stabilimento le bombole devono essere trasportate su barella o meglio trasportarle su appositi carrelli; è vietato portare bombole sulle braccia o sulle spalle. Nel trasporto delle bombole con automezzi o carri è necessario utilizzare rivestimenti in legno per evitare il rotolamento e l'urto delle bombole. Il carico e lo scarico delle bombole deve essere effettuato con attenzione, senza urti e scosse. I cilindri devono essere protetti dal calore, ad es.
dai forni, provocando un pericoloso aumento della pressione del gas nelle bombole. Quando si lavora all'aperto in estate con tempo soleggiato, coprire le bombole di ossigeno con un telone bagnato. La bombola, in particolare la sua valvola, non deve essere contaminata da oli e grassi che si accendono spontaneamente in presenza di ossigeno, il che può provocare l'esplosione della bombola. Le bombole di ossigeno devono essere conservate in appositi magazzini separati.
Il trasporto di ossigeno gassoso in bombole è costoso, a volte più costoso del costo dell'ossigeno stesso.
Una bombola normale con una capacità di 40 litri, del peso di circa 67 kg, contiene 4x150 = 6000 litri = 6 m3 di ossigeno, pesa solo 6x 1,3 =
7,8 kg, in modo da dover trasferire il peso del carico utile di 7,8 kg
trasportare una tara di 67 kg, ovvero la tara dell'estensione FnG w per l'ossigeno-
è quasi il 90%, e cilindri utili,
ny carico-10%. Se considera
Inoltre, la manutenzione, la riparazione e l'ammortamento delle bombole, quindi spesso il costo dell'ossigeno in loco presso il consumatore è da due a tre volte superiore al suo prezzo di vendita presso l'impianto di ossigeno. Pertanto, è di notevole interesse economico fornire ossigeno da un impianto di ossigeno ai consumatori in forma liquida, in cui la tara è circa il 50% del peso totale del carico, e con lo stesso peso del carico trasportato, cinque volte viene erogato più ossigeno liquido rispetto a quando lo si trasporta in forma gassosa.
Per poter utilizzare l'ossigeno liquido, è necessario:
1) un serbatoio di trasporto per il trasporto di ossigeno liquido, montato su un autoveicolo, solitamente appartenente ad un impianto di ossigeno; 2) un gassificatore utilizzato per convertire l'ossigeno liquido in gassoso e solitamente installato presso l'utenza di ossigeno.
Un serbatoio di trasporto per il trasporto di ossigeno liquido è fondamentalmente una sfera in lamiera di ottone racchiusa in un involucro di acciaio; lo spazio tra la sfera e l'involucro è riempito con materiale termoisolante - carbonato di magnesia in polvere. L'ossigeno liquido viene versato nel serbatoio attraverso la valvola di aspirazione, riempie la sfera di ottone e ne viene prelevato attraverso un tubo flessibile collegato alla valvola. Poiché la temperatura dell'aria ambiente è sempre al di sopra della sua temperatura critica, l'ossigeno liquido inevitabilmente evapora, cioè c'è una continua perdita di ossigeno nell'atmosfera circostante a causa dell'evaporazione. A buone condizioni isolamento del serbatoio
questa perdita può essere ridotta allo 0,3% all'ora. In caso di aumento della pressione, il serbatoio è dotato di una valvola di sicurezza.
I consumatori di ossigeno liquido devono avere gassificatori. I gassificatori di ossigeno sono divisi in fissi e portatili, nonché: a) bassa pressione o freddo, fornendo ossigeno alla rete di condotte di distribuzione a una pressione fino a 15 atm, e b) alta pressione o caldo, dando ossigeno, per riempire bombole sotto una pressione di 150-165 atm.
Il più comune nei nostri impianti è un gassificatore a freddo fisso standard con una capacità di 1000 litri di liquido o 800 m3 "di ossigeno gassoso. Il gassificatore è installato in una stanza separata. L'installazione è progettata per una pressione di esercizio fino a 15 atm e è costituito da un gassificatore, un evaporatore e un recipiente. Il gassificatore" è costituito da una sfera d'acciaio a pareti spesse, all'interno della quale è collocata una sfera di ottone a pareti sottili per l'ossigeno liquido. La palla - gassificatore è nell'involucro; lo spazio tra l'involucro e la sfera è riempito di magnesia, come nelle bombole di ossigeno. Il gassificatore viene riempito con ossigeno liquido da un serbatoio di trasporto attraverso una valvola e un tubo flessibile. Dal gassificatore, l'ossigeno liquido entra nella serpentina dell'evaporatore e da lì l'ossigeno gassoso viene inviato alla rete di condotte dell'ossigeno. Per equalizzare le fluttuazioni di pressione, è collegato un ricevitore con una capacità di circa 10 m3.