>
Мінімальна кількість переробляється повітря з урахуванням втрат його в комунікаціях, на продувку і коливання продуктивності компресора приймається рівним 90% від номінальної кількості
В '= 0.9 * 3300=2970 м3/ч.=(2970 * 0.041) /3600=0.0338 кмоль/с.
Максимальна продуктивність установки по рідкого кисню
KL=К * В * 1.314
KL=0.082 * 2970 * 1.314=320 кг/ч. (4.3)
Частка продукційного азоту при розрахунковій кількості переробляється повітря
А=Па/В, (4.4)
Де Па=1 470 м3/ч -продуктивність установки по азоту;
А=1470/2970=0.4949
Частка фракції
=Ф + К + А; (4.5)
Ф=1-К-А;
Ф=1-0.082-0.4949=0.4231.
.4 Матеріальні баланси установки і апаратів
2.4.1 Рівняння матеріального балансу
В=К + Ф + А;
За кисню:
Ву=Кx + Фу + Ау; (4.6)
По азоту:
Ву=Кx + Фу + Ау (4.7)
Вміст кисню у фракції
у=(ву- Кx-Ау)/Ф, (4.8)
де у=20,95% О2 -доля кисню в повітрі;
у=1 * 20.95-0.082 * 99.7-0.4949 * 0.0001/0.4231=30.19%
Вміст азоту у фракції
у=(ву- Кx-Ау)/Ф, (4.9)
Де у=74.09% N2- частка азоту в повітрі;
x=0.3% N2-частка азоту в продукційних кисні;
у=99.9999% N2 -доля азоту в продукційних азоті;
у=1 * 78.09-0.082 * 0.3-0.4949 * 99.9999/0.4231=67.53% N2
Вміст азоту у фракції
у=100- у -у;. (4.10)
у=100-30.19-65.53=2.28 Ar
2.4.2 Матеріальний баланс нижньої колони
В=N + R. (4.11)
За кисню:
Ву=Nx + Rx (4.12)
Ву=(1-R) ??x + Rx (4.13)
R=(у - x)/(x- x) (4.14)
Де у=20.95% О2;
R=(20.95-0.0001)/(32-0.0001)=0.6457 кмоль/кмоль.
За аргону:
Ву=Nx + Rx, (4.15)
Де приймаємо x=0 -Зміст аргону в азоті;
у=0.93 Ar-частка аргону в повітрі;
x=Ву/R; (4.16)
x=1 * 0.93/0.6547=1.42 Ar.
Вміст азоту в кубової рідини:
x=100- x- x; (4.17)
x=100-32-1.42=66.58% N2.
N=1-0/6457=0.3453 кмоль/кмоль.
2.5 Енергетичні баланси апаратів
2.5.1 Охолоджувач азотної флегми
З енергобалансу охолоджувача азотної флегми
Визначаються параметри продукційного азоту
після апарату, точка 28
А (i28 - i27)=N (i22 - i23) + qохл /3,(4.18)
Де i27=2256.8 кДж/кмоль -Ентальпія азоту в
Стані насиченої пари при Р27=0.145 МПа і Т27=80.531 К;
i22=- 2186.8 кДж/кмоль -Ентальпія азотної флегми в стані насичення рідина при Р22=0.68 Мпа і Т22=98.106 К;
Охолодження азотної флегми? ТМ=10К;
Т23=Т22 -? ТМ=98.106-10=88.106 К; (4.19)
i23=- 2836.4 кДж/кмоль -Ентальпія азотної флегми після охолоджувача при Р23=0.675Мпа і Т23=88.106 К;
i28=i27 + N (i22- i23) + qохл /3)/А;(4.20)
28=2256.8 + (0.3453 (- 2186.8 + 2834.4) +5/3) /0.4949=2712.0 кДж/к моль.
Т28=95.4 До -Температура азоту при Р28=0.140 МПа і i28=2712.0 кДж/кмоль.
.5.2 Охолоджувач кубової рідини
З рівняння енергетичного балансу охолоджувача
кубів рідини визначаються параметри
Фракції -точка 32.
Ф (i32 - i31)=R (i18 - i19) + qохл /3,(4.21)
Де i18 -Ентальпія кубової рідини, визначається по рівнянню змішання при Р=0.69 Мпа.
Склад кубової рідини: 32% О2; 1.42% Ar; 66.58% N2
i18=0.32 * (- 3020.8) + 0.0142 * (- 3688) + 0.6658 * (- 2172.8)=- 2465.67 кДж/кмоль.
Т18=0.32 * 113.565 + 0.0142 * 110.563 + 0.6658 * 98.309=103.36 К.
Мольная теплоємність кубової рідини при Р=0.69 МПа визначаємо по рівнянню змішання:
? * Ср=0.32 * 63.52 + 0.0142 * 53.28 + 0.6658 * 69.272=67.2 ...
