ЗИФ-1000 и КГМ-900/80 [3] с ожидаемой производительностью по-
рядка 10 и 65 л/ч жидкого кислорода. Поскольку в АВРУ-К процесс
разделения воздуха осуществляется на цеолитах, то в продукционном
кислороде обеспечивается низкое содержание паров воды и двуоки-
си углерода. Расчеты и опыт работы подобного ожижителя метана
(природного газа) [3] показывают, что эти примеси переходят при
охлаждении в твердое состояние и вымерзают на холодной голов-
ке КГМ, покрывая ее поверхность льдо-снеговой шубой, создающей
дополнительное термическое сопротивление. В результате после не-
скольких часов работы производительность установки существенно
снижается, поэтому длительность работы ожижителя метана (природ-
ного газа) определена в 8 ч [3], после чего ее необходимо ставить
на отогрев и осушку, и только после этого снова включать в работу.
Это обстоятельство требует проверки концентрации примесей (СО
2
и
Н
2
О) в кислороде после АВРУ-К и, при необходимости, произведения
доочистки, чтобы обеспечить непрерывность работы ожижителя.
Для оценки удельных затрат электроэнергии по сжижению кисло-
рода на холодной головке КГМ можно использовать зависимость отно-
шения холодильных коэффициентов цикла Карно (
ε
х
) и действитель-
ного цикла (
ε
д
) от температуры
T
х
на головке КГМ “Филипс” [4, 5].
Для одноступенчатой КГМ в интервале температур 70 K
< T
х
<
120 K
эту зависимость можно представить в виде
ψ
=
ε
к
ε
д
=
−
0
,
045
T
х
100
−
1
,
5
+ 0
,
100
T
x
100
+ 0
,
330
.
(1)
Соотношение (1) позволяет оценить значение удельных затрат
электроэнергии на получение одного кубического метра жидкого
кислорода в зависимости от температуры охлаждения КГМ (или дав-
ления кислорода, поступающего на ожижение —
Р
пр
).
Ранее [2] было показано, что удельные энергозатраты на получе-
ние одного кубического метра жидкого азота с помощью АВРУ-А и
КГМ “Филипс” несколько ниже (до 20. . . 30%), чем при использова-
нии КГМ с азотной колонной (Аж-0,05).
Представляет интерес вопрос о чистоте получаемого жидкого ки-
слорода. Большинство современных АВРУ-К производят кислород с
концентрацией 92. . . 94%. Учитывая, что коэффициент разделения
смеси О
2
–Ar на цеолитах, используемых в АВРУ-К, близок к еди-
нице, состав получаемого газа будет: 92% — кислород; 4% — аргон;
4% — азот [6]. В процессе ожижения такой смеси при условии фазо-
вого равновесия содержание аргона и азота в жидком кислороде будет
невелико, поэтому для оценки остаточного содержания азота и аргона
можно использовать закон Рауля:
P
i
=
x
i
p
si
,
(2)
130 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 6
