Атмосферный осушенный воздух представляет собой смесь, содержащую по объему кислорода 20,93% и азота 78,03%, остальное аргон и другие инертные газы, углекислый газ и пр. Для получения технически чистого кислорода воздух подвергают глубокому охлаждению и сжижают (температура кипения жидкого воздуха при атмосферном давлении составляет –194,5 о С). Полученный жидкий воздух подвергают дробной перегонке или ректификации в ректификационных колоннах. Возможность успешной ректификации основывается на довольно значительной разности (около 13 о С) температур кипения жидких азота (–196 о С) и кислорода (–183 о С).
Воздух, засасываемый многоступенчатым компрессором, проходитсначала через воздушный фильтр, где очищается отпыли, затем проходит последовательно ступени компрессора. За каждой ступенью компрессора давление воздуха возрастает и доводится до 50-220 ат , в зависимости отсистемы установки и стадии производства.
После каждой ступени компрессора воздух проходит влагоотделитель, где отделяется вода, конденсирующаяся при сжатии воздуха, и водяной холодильник, охлаждающий воздух и отнимающий тепло, образующееся при сжатии. Для поглощения углекислоты из воздуха включается аппарат–декарбонизатор, заполняемый водным раствором едкого натра. Сжатый воздух из компрессора проходит осущительную батарею из баллонов, заполненных кусковым едким натром, поглощающим влагу и остатки углекислоты. Полное удаление влаги и углекислоты из воздуха имеет существенное значение, так ка замерзающие при низких температурах вода и углекислота забивают трубки кислородного аппарата и приходится останавливать установку для оттаивания и продувки.
Производство кислорода
Пройдя осушительную батарею, сжатый воздух поступает в так называемый кислородный аппарат, где происходит охлаждение и сжитжение воздуха и его ректификация на кислород и азот. Газообразный азот чистотой 96-98% обычно не используется и из теплообменника выпускается в атмосферу. Кислород направляется в газгольдер и подается для наполнения кислородных баллонов под дпвлением до 165 ат ; 1 м 3 кислорода при 760 мм рт. ст. (1 кгс/см 2 ) и 0 о С весит 1,43 кг , а при 20 о С – 1,31 кг ; 1 л жидкого кислорода весит 1,13 кг и, испаряясь, образует 0,79 м 3 мм рт. ст ; 1 кг жидкого кислорода занимает объем 0,885 л и, испаряясь, образует
0,70 м 3 газообразного кислорода при 0 о С и 760 мм рт. ст .
Наша промышленность изготавливает кислородные установки для газопламенной обработки металлов производительностью 17-275 м 3 /ч газообразного кислорода. По ГОСТу 5583-58 технический кислород для газопламенной обработки металлов выпускается трех сортов: высший сорт, с чистотой не ниже 99,5%; 1-й сорт,с чистотой не ниже 99,2%; 2-й сорт,с чистотой не ниже 98,5% кислорода по объему.
В нашей повседневной жизни мы нередко встречаемся с утверждением, что кто-то берет деньги буквально из ниоткуда, как будто черпая их из воздуха.
Но мало кто воспринимает столь смелое утверждение буквально. А не попробовать ли сделать это?
Производство Кислорода как бизнес идея
Ведь производство кислорода – вполне себе реальный бизнес, да к тому же дающий своему владельцу прекрасные прибыли.
Обыватели ошибочно считают, что чистый кислород может быть использован только некоторыми отраслями тяжелой промышленности да медицинскими учреждениями, однако это совершенно не так.
К слову, крупным предприятиям куда интереснее производство жидкого кислорода, заниматься которым ИП среднего пошиба просто невыгодно из-за высокой опасности процесса и постоянных проверок надзорных органов.
Где используется кислород?
Да, тяжелая промышленность и в самом деле потребляет не менее 80% всего производимого кислорода. Кроме того, его широко используют сварщики для ацетилен-кислородной резки металла, для обеззараживания воды (из-за его великолепных окислительных свойств), а также для аэрации прудов при разведении рыбы в зимний период (для предотвращения мора).
Впрочем, если у вас под боком есть хоть один мало-мальски функционирующий завод по выплавке металлов, то работой вы будете обеспечены в любом случае.
К сожалению (и к счастью для экологии), такие предприятия есть даже не во всех крупных городах, не говоря уже о провинции. Впрочем, это не должно вас останавливать: при наличии в вашем регионе хоть какой-то промышленности, рыбоводческих хозяйств или просто должного количества сварщиков, прибыль будет всегда.
Документы и требования к продукции
Существует сразу несколько нормативов, которые регламентируют производство кислорода. Речь идет о ГОСТ 5583-78 и ТУ (техническом регламенте) 2114-001-05798345-2007. И даже экспортная версия продукции должна проходить сертификацию по ISO 2046-73.
Заметим, что какой-то запредельной бюрократической волокиты на этапе получения всех необходимых документов нет. Кстати, а какие именно бумаги вам потребуется получить?
Вот их полный перечень.
- Заявление на право заниматься производством газообразного кислорода.
- Нотариально заверенные копии всех учредительных документов вашего предприятия.
- Нотариально заверенная копия документа о регистрации вашей фирмы и постановке вас на учет в качестве юридического лица.
- Необходимые коды статистики.
- Заверенная копия выписки из ЕГРЮЛ.
- Все документы, подтверждающие право специалистов компании заниматься производством кислорода: дипломы высшего и среднего специального образования, свидетельства о прохождении соответствующих курсов, трудовые книжки с записями о стаже работы на промышленных предприятиях схожего профиля.
- Документы, подтверждающие факт наличия у вас зданий, которые подходят для организации цеха, в котором можно наладить производство кислорода (договор купли-продажи, арендный договор).
Технология и оборудование
Основным прибором для получения химически чистого вещества является кислородный концентратор. Некоторые ошибочно называют его «генератором», что в корне неверно: он не генерирует кислород, а только извлекает его из воздуха, увеличивая концентрацию.
Как нетрудно догадаться, стоимость такого оборудования находится в прямой зависимости от его мощности. Производительность измеряется в том количестве кислорода заданной концентрации, которое прибор выдаст за один час работы при полной загрузке.
Рассмотрим затраты на его покупку: обычный китайский концентратор, за час выдающий десять кубометров 96% кислорода, обойдется вам тысяч в шесть долларов.
А теперь приготовьтесь: генератор той же фирмы, но выдающий уже сотню кубометров газа того же качества (за одинаковое время), покупать придется за 30 миллионов (!) рублей. Впрочем, у оборудования такого класса есть одно неоспоримое преимущество: с его помощью возможно производство кислорода и азота. Последний охотно закупается предприятиями сельскохозяйственной промышленности, которые занимаются производством азотных удобрений.
Дополнительные затраты и примечания
К сожалению, установить оборудование на чистом альпийском лугу не получится: питание осуществляется от баллонов со сжатым воздухом, который был пропущен через мощные фильтры, а потому очищен от посторонних примесей и водяных паров.
Есть и положительная сторона: в использованные баллоны из-под воздуха вы сможете закачивать чистый кислород. Учитывая, что один такой баллон стоит порядка 6 тысяч рублей, экономия получается существенная. Но мы бы порекомендовали покупать не только оборудование для производства кислорода, но и все необходимое для очистки и сжатия воздуха.
Учитывая вышеприведенные цены, особой разницы при покупке всего комплекта вы даже не заметите.
Соотношение потребленного воздуха и произведенного кислорода
Чтобы заниматься еще и производством воздуха (вспомните, о чем мы говорили в начале статьи), нужно закупить компрессор с большой резервной мощностью. Это оборудование для производства кислорода стоит не слишком дорого, а потому увеличение производительности не ударит по вашему карману.
Разумеется, что концентратор будет потреблять намного больше воздуха в сравнении с выпускаемым им химически чистым кислородом. Упомянутый выше генератор (на 10 кубометров готового газа) за один час потребляет 132 кубометра воздуха. Соответственно, модель на 100 кубов за один час «съест» 1320 кубометров.
Оборудование для очистки и осушения воздуха
Промышленный кислород: получение и применение
Еще со школьного курса химии известно, какой элемент является самым распространенным на нашей планете. Поэтому неудивительно, что кислород технический имеет широкое применение во многих сферах жизнедеятельности. В частности, некоторые технологические операции, которые связанны с металлообработкой, осуществляются при непосредственном участии этого газа.
Общие сведения
Кислород (также Кислород, от греческого ὀξύς OXYS «острый, острый, кислый» и γεν- генера- «генерировать») представляет собой химический элемент. Это газ без цвета и запаха, который составляет 21% воздуха. Кислород — самый распространенный элемент на Земле.
Кислород имеет химический символ О и атомный номер 8. Обычно он встречается в виде химического соединения двух атомов кислорода с общей формулой О 2. Метастабильная и реакционная аллотропная форма, состоящая из 3-х атомов кислорода (O 3), называется озоном. Атомарный кислород в форме отдельных свободных атомов кислорода стабильно присутствует только в экстремальных условиях, например в космическом вакууме или в горячих атмосферах звезд.
Однако он играет важную роль в качестве реактивного промежуточного соединения во многих реакциях в химии атмосферы. При более высоких температурах кислород вступает в реакцию и образует оксиды со многими элементами, часто при появлении огня. В данной статье вы узнаете, как производится кислород, а также его сферы применения.
Это необходимо для всех процессов горения и коррозии. Всем животным и большинству растений нужен кислород для жизни. Обычно они получают его, вдыхая воздух или поглощая кислород, растворенный в воде. Напротив, в высоких концентрациях он ядовит для большинства живых существ.
Извлечение и представление
Технически сегодня кислород получают путем очистки воздуха. Этот процесс был впервые разработан Карлом фон Линде в 1902 году (процесс Линде) и стал успешным благодаря Жоржу Клоду. Небольшие количества О2 возникают как побочный продукт производства водорода электролизом воды.
Для получения кислорода по методу Клода воздух, очищенный от углекислого газа, влаги и других газов через фильтры, с помощью турбин сжимают до 5–6 бар. Получающееся тепло можно сначала преобразовать в механическую энергию, а через генераторы — в электрическую и, таким образом, разумно использовать. Это делает процесс — в отличие от процесса Линде, в котором тепло отводится за счет водяного охлаждения — значительно более экономным. Сжатый воздух охлаждается до температуры, близкой к температуре кипения, за счет газов, выходящих из процесса.
Также можно получить кислород, отделив его от азота или других газов. Фактическое разделение азота и кислорода происходит путем перегонки в двух ректификационных колоннах с различным давлением. Дистилляция происходит по принципу противотока, т.е. газ, испаренный теплотой конденсации, идет вверх, а конденсированная жидкость — стекает вниз. Поскольку кислород имеет более высокую температуру кипения, чем азот, он легче конденсируется и собирается внизу, а азот — вверху колонны.
Разделение сначала происходит при 5–6 бар в так называемой колонне среднего давления. Полученная жидкость, обогащенная кислородом, затем подается в колонну низкого давления. Газообразный азот пропускают через жидкий кислород в колонне низкого давления. Это сжижает и нагревает жидкость за счет выделяемого тепла конденсации.
Выделяется наиболее летучий азот, а очищенный жидкий кислород остается. Он по-прежнему содержит газы криптон и ксенон, которые находятся в отдельной колонке.
Чтобы произвести меньшее количество кислорода, кислород из воздуха можно отделить от других газов путем адсорбции. Для этого воздух проходит через молекулярные сита. Азот и диоксид углерода адсорбируются, а кислород и аргон проходят.
Более старый процесс — это процесс оксида бария, основанный на химических реакциях. Это неэкономично из-за большого расхода энергии. Для этого оксид бария нагревают до 500 ° C с подачей воздуха, который образует пероксид бария. При нагревании до 700 ° C поглощенный ранее кислород снова высвобождается путем термолиза. До разработки процесса Линде, этот процесс был единственным способом получения чистого кислорода.
Некоторые обогащенные кислородом неорганические соединения, такие как перманганат калия, нитрат калия (селитры), хлорат калия и калия хромата выделяют кислород при нагревании, когда они вступают в реакцию с восстанавливающими агентами.
Другой способ получения кислорода в лаборатории — разложение пероксида водорода на платинированной никелевой фольге.
Чистый кислород можно получить электролизом 30% гидроксида калия на никелевых электродах. Водород и кислород производятся отдельно друг от друга.
Хранение, транспортировка и меры предосторожности
Для хранения и перевозки O2 используются баллоны, имеющие голубой окрас и характерную надпись черного цвета. Вентиль изготавливается из латуни и снабжен специальной резьбой. При этом он должен постоянно проверяться на исправность и герметичность. Хранится подобная тара в специально оборудованных складских помещениях или на открытом воздухе под навесом, который осуществляет защиту от солнечных лучей и осадков.
Инструкции по безопасности при обращении с кислородными баллонами и их транспортировке
Всегда помните: кислород благодаря своим свойствам способствует реакции горения.
Поэтому при обращении следуйте приведенным ниже инструкциям:
- Продолжительное вдыхание кислорода с высокой концентрацией может вызвать тошноту, головокружение, одышку или судороги.
- Предохраняйте бутылки от падения или скатывания
- Перед транспортировкой отвинтите редуктор давления газа и любые другие фитинги.
- Курение и открытый огонь вблизи с баллоном строго запрещены.
- Неподвижно закрепляйте защитный колпачок на клапане
- Не допускайте попадания масла, жира или другой грязи в бутылки, шланги, редукторы давления и т. д.
- Хранить в хорошо вентилируемом месте.
Также следует соблюдать безопасность при обращении с жидким кислородом. Потому что из одного литра жидкого кислорода образуется примерно 850-860 литров газообразного кислорода — и, следовательно, потенциально очень высокая, опасная для здоровья концентрация. Кроме того, избегайте прямого контакта кожи с жидким кислородом и используйте защитные перчатки и очки.
Применение в промышленности
Кислород промышленно используется в металлургии для производства чугуна и стали, а также при рафинировании меди. Чистый кислород или обогащенный кислородом воздух здесь используется, с одной стороны, для достижения высоких температур, а с другой — для рафинирования сырой стали, т.е. для удаления нежелательных примесей углерода, кремния, марганца и фосфора, которые окисляются и отделяются.
В химических процессах кислород в основном используется для окисления различных сырьевых материалов, таких как окисление олефинов и этилена. Оксид этилена и используется при частичном окислении нефти и угля. Кислород также необходим для производства водорода, синтеза газа и производства серной и азотной кислоты.
Другими важными продуктами окисления кислородом являются ацетилен, ацетальдегид, уксусная кислота, винилацетат и хлор. В стекольной промышленности, а также при сварке и резке бетона кислород используется для достижения необходимых высоких температур. В экологических технологиях сточные воды быстрее очищаются от органических загрязнителей и токсинов за счет введения бактериями газообразного кислорода.
Другое применение в промышленной сфере
Не менее важно значение кислорода для химической промышленности, например, для окисления органических соединений. В космических кораблях жидкий кислород используется в качестве окислителя ракетного топлива. Кислород в атмосфере составляет важную основу жизни для большинства организмов, которые существуют сегодня, так как он необходим для всех процессов окисления (в том числе в организмах), включая биологическое окисление (клеточное дыхание).
Поэтому кислород используется и в медицине (для вентиляции раненых), позволяет совершать авиационные и космические путешествия, а также экспедиции в подводный мир. Все это было бы невозможно без обогащенного кислородом воздуха для дыхания. В течение некоторого времени озон использовался в качестве дезинфицирующего средства при биологической очистке воды. Газ также используется как отбеливающий агент для бумаги, волокон, целлюлозы и различных жиров, масел, восков и т.п.
Источник: finzav.net
Открыть свой бизнес в Донецке, ДНР. Свое дело. Как открыть бизнес по производству кислорода
Когда говорят о «деньгах из воздуха» невольно приходят в голову мысли о каком-то не совсем честном виде бизнеса. Но это только если понимать это выражение в переносном смысле. А вот в прямом смысле – зарабатывать деньги, выделяя из воздуха самый важные его компонент – кислород – вполне респектабельный, а главное прибыльный бизнес.
Многие думают, что производства кислорода обслуживает только несколько специфических отраслей, типа металлургии и химической промышленности, но это не так.
Действительно, 8 из 10 литров промышленно производимого кислорода используются в этих целях, однако пятая его часть приходится на самые разные отрасли: кислород широко используется в медицине, в том числе в смежным с ней рекреационным направлением; при сварке или резке металлов; при водоподготовке (добавление кислорода в воду аналогично действию хлора, добавляемого в целях ее обеззараживания); при разведении рыбы в промышленных масштабах – то есть в неволе, в искусственных водоемах.
Кроме всего прочего, небольшие по глобальным меркам, но вполне достойные для занятия такой ниши начинающим предпринимателем количества кислорода используются в специфических операциях по производству специальных стекол и даже в общепите – в моду входят т.н. «кислородные коктейли» – весьма перспективное направление бизнеса, построенное и постоянно растущее вследствие пропаганды здорового образа жизни и маниакальной озабоченности многих людей несуществующими проблемами со здоровьем.
Разумеется, идеальным случаем открытия бизнеса по производству кислорода является его открытие с прицелом на моментальный и стопроцентный сбыт расположенному неподалеку металлургическому или химическому заводу.
Однако металлургические и химические заводы существуют не то что не во всех городах, но и далеко не во всех регионах нашей страны, поэтому на такое удачное соседство рассчитывать не приходится. Но это не должно вас смущать – все предприятия, владельцы которых когда-то решились вложить деньги в производство кислорода продолжают функционировать и по сей день, не уменьшая, а намного увеличивая объемы производства – сбыть кислород несложно, а сырье к нему – бесплатное, что и привлекает бизнесменов.
Кроме того, требования, предъявляемые как к продукции (а они обозначены в ГОСТ 5583-78, ТУ 2114-001-05798345-2007 или, если говорить об экспорте, в ISO 2046-73) весьма просты и не требуют сколько-нибудь больших вложений в дополнительное контрольное оборудование, тем более, что все современное оборудование для производства кислорода, о котором пойдет речь в статье, уже оборудовано контрольными приборами, а количество персонала, обслуживающего производство – минимально, даже если присчитать нерабочий персонал (бухгалтеры, менеджеры, уборщики и т.п.).
Технология и оборудование для производства кислорода
Для получения кислорода используются специальные аппараты, которые называют кислородными генераторами или кислородными концентраторами, что, в принципе, одно и то же (хотя второе наименование немного точней – кислород не производится ими, а лишь увеличивается его концентрация).
Но на существующем рынке кислородными концентраторами обычно называют маломощное оборудование, предназначенное для обслуживания медицинских учреждений и оборудованное дополнительными очистными фильтрами (впрочем, не всегда), кислородными же генераторами называются промышленные установки повышенной производительности, зачастую – с регулировкой содержания кислорода в получаемой газовой смеси – многим заказчикам не нужен кислород концентрацией 99%, для технических, например, целей, хватит и 90%, а в некоторых случаях – и того меньше. В этой статье речь пойдет, конечно, о промышленных кислородных генераторах.
Само собой разумеется, что стоимость кислородного генератора напрямую зависит от его производительности и чистоты выпускаемого кислорода (имеется в виду максимальная чистота). Производительность (мощность) измеряется в кубических метрах кислорода заданной концентрации на выходе за час (иногда в литрах в минуту; чтобы получить количество литров вырабатываемое в минуту кислородным генератором, если известна производительность в кубических метрах в час, нужно умножить это число на 162/3 и наоборот), чистота – в процентном соотношении или диапазоне процентных значений, тогда для получения фиксированной цифры берется средняя из указанных в спецификации и документам на оборудование.
Например, кислородный генератор китайского производства производительностью 10 куб. метров в час и чистотой кислорода 90-96% обойдется в 6000 долларов США (190 тыс. руб. в пересчете по текущему курсу), а производительностью 100 куб. метров в час той же чистоты кислорода, что и предыдущий – уже 900000 долларов США (28380 тыс. руб. в пересчете по текущему курсу).
Однако у такого оборудования есть и слабое место – оно не использует атмосферный воздух, ему потребуется сжатый воздух в баллонах (он называется синтетическим, так как очищен от пыли и водяных паров). С одной стороны, часть использованных баллонов из-под воздуха можно заполнять кислородом (а один 40-литровый баллон стоит более 4000 руб., новый – более 6000 руб.), с другой – тогда придется платить и за воздух (а он стоит 300-350 руб. за кубический метр), который можно очистить и сжать самостоятельно, вложив относительно небольшую сумму, и за аренду большей части баллонов (более 200 руб. за единицу).
Для этого необходимо лишь приобрести компрессор производительностью большей, чем потребность кислородного генератора. Большая, а не равная производительность нужна для запаса – в случае неисправности или технической остановки компрессора генератор не будет простаивать, а в обратном случае – компрессор просто накопит запас в ресивере.
Потребляемого кислородным генератором воздуха, разумеется, должно быть больше, чем выпускаемого им же кислорода. Например, кислородный генератор производительностью 10 куб. метров кислорода в час нуждается в 2,2 куб. метрах воздуха ежеминутно, т.е. за час уходит 132 куб. метра; в случае с генератором мощностью 100 куб. метров пропорции изменятся, соответственно, в 10 раз – 22 и 1320 куб. метров.
Качественный винтовой компрессор для первого варианта обойдется всего в 7-8 тыс.руб., для второго – в 52-53 тыс.руб.; осушитель с внутренним охладителем, сепаратором и воздушным фильтром 1250 и 7400 евро (53 тыс.руб. и 312 тыс.руб. в пересчете по текущему курсу) соответственно. В принципе, можно увидеть, что вложения не так велики, что бы экономить на таком важном в плане независимости от поставщиков оборудовании.
Если же не выходить на сколько-нибудь большой уровень, а равно и не вкладывать в бизнес большие деньги, можно обойтись и оборудованием, которое напрямую работает с атмосферным воздухом. Оно маломощно по сравнению с вышеперечисленным, зато кроме покупки и монтажа ничего и не требует.
Образчик такого кислородного генератора производительностью 10-60 литров в минуту (0,55-3,5 куб. метров в час) с чистотой 90%, обойдется соответственно в 600-10000 долларов США (20-315 тыс.руб.).
Неободимые помещение и персонал для производства кислорода
Производство кислорода в не требует особо оборудованного помещения – разве что местные пожарные и смежные службы могут потребовать усиленной пожарной защиты – например, большего, по сравнению с другими предприятиями количества брандмауэров, пожарных щитов, гидрантов и огнетушителей. В остальном же единственное условие для такого помещения – наличие подведенной электроэнергии требуемого оборудованием стандарта (220 или 380 V ).
Относительно персонала можно сказать практически то же самое – с кислородным генератором справится и неквалифицированный работник, достаточно лишь правильно смонтировать и настроить его, что может быть сделано сторонней организацией.
Однако в цех потребуется и мастер-технолог (инженер с образованием 240301 «Химическая технология неорганических веществ», 240706 «Автоматизированное производство химических предприятий» или 240801 «Машины и аппараты химических производств» по ОКСО).
Рентабельность производства кислорода
Говорить о рентабельности производства кислорода достаточно трудно – все зависит от выбранной схемы работы (на «чужом», т.е. покупном или собственном сгущенном воздухе). Но порядок цифр назвать можно, если посчитать суммарные затраты на производство (фонд оплаты труда, электроэнергия, арендная плата, если есть) и суммарную (валовую) прибыль.
Чтобы не вдаваться в долгие подсчеты, можно сказать, что производство кислорода по первому варианту оборудования (свой сжатый воздух) приносит 100-120% дохода, по второму – около 150%.
Источник: donbassweb.ru
