stify"> Отбросной азот знизу вгору послідовно проходить азотний і киснево-фракційний основні теплообмінники, азотний і киснево-фракційний теплообмінники-ожіжітеля і далі направляється на регенерацію блоку очищення або викидається в атмосферу.
2. Технологічний розрахунок
.1 Розрахункова схема установки
Рис. 4.1. Схема установки
2.2 Дані для розрахунку
Концентрації, О 2%:
продукційного кисню xк=99.7;
продукційного азоту уа=0.0001;
кубової рідини xR=32;
азотної флегми xN=0.0001;
Частки продуктивного поділу,
продукційного кисню. К=0.082
Температури і різниці температур, К
повітря перед ожіжітеля Т1=Т2=Т3=310;
повітря на вході в блок очищення Т6=Т7=281;
повітря після блоку очищення Т8=Т9=Т10=283;
повітря перед детандеромТ15=160;
фракції після основного теплообмінника Т33=275;
охолоджувача азотної флегми ТN=10;
охолоджувача кубової рідини ТR=2.2;
охолоджувач кисню ТК=6;
тепловий насос в конденсаторі? Тк-і=3
Тиск, МПа
продукційного азоту Р30=0.125;
продукційного кисню=0.160;
фракції з колони Р31=0.154
в кубі нижньої колони Р=0.69;
в кубі верхньої колони Р=0,145;
Опір, МПа
ожіжітеля? Р=0,005;
азотного ожіжітеля? Р=0,005;
блоку комплексної очистки? Р=0,02;
фракційного теплообмінника? Р=0,01;
азотного теплообмінника? Р=0,01;
нижній колони? Р=0,01;
верхньої колони? Р=0,02;
охолоджувачів? Р=0,005;
Теплопритоки, кДж/кмоль
в блок поділу через ізоляцію qб.р=150;
до верхньої колоні qв.к=70;
до нижньої колоні qн.к=30;
до конденсатора-випарника qк-і=30;
до охолоджувачів qохл=5;
до теплообменнікамqт-о=25;
до ожіжітеля qож=5;
до блоку очищення qбо=60;
Адіабатичний ККД турбодетандера h=0,72.
2.3 Матеріальні та енергетичні баланси блоку розділення
.3.1 Тиску в колонах
Тиск газоподібного азоту на виході з установки
Р=0.125 МПа.
Загальний опір на лінії виходить азоту
Р=0.02 МПа.
Тиск газоподібного азоту на виході з верхньої колони
Р=0.145 МПа.
Тиск в кубі верхньої колони
Р=0.145 + 0.02=0.165 МПа.
При тиску 0.165 МПа температура кипіння рідкого кисню Т=91.5 К. Знаючи температурний напір в конденсаторі-випарнику Т=3 К, знаходимо температуру конденсації азоту
Т=91.5 + 3=98.1 К
Знаходимо тиск конденсації азоту в конденсаторі-випарнику
Р=0.68 МПа.
Тиск в кубі нижньої колони Р=0.68 + 0.01=0.69
Опором на лінії надходження повітря в нижню колону нехтуємо.
2.3.2 Визначення кількості переробляється повітря і частки продуктів розділення
Продуктивність установки ПК=300 кг/год технічного кисню.
ПК=300 кг/ч=300/О2=300/1.314=228 м3/год,
Де пов=1.314 кг/м3=0.041 кмоль/м3 -щільність кисню при температурі 293 К і тиск 760 мм.рт.ст.
Мінімальна кількість переробляється повітря, необхідне для забезпечення даної продуктивності становить:
Вmin=ПК/К=228/0.082=2 780 м3/ч. (4.1)
Розрахункова кількість переробляється повітря з урахуванням 5% втрат в комунікаціях, на продувки і 5% втрат на коливання продуктивності компресора:
В=Вmin /0.9=2780/0.9=3089 м3/ч. (4.2)
Для забезпечення необхідної продуктивності вибираємо компресор типу 4 ВМ - 55/71, продуктивність компресора 3300 м3/ч.
