ригування енергетичного стану eB потоку В на вході в колону уточнюють теплове навантаження на конденсатор і розрахунки повторюють до тих пір, поки не буде забезпечена необхідна точність обчислення цих величин.
У термодинамічній розрахунку коефіцієнт ефективності тарілки секцій може прийматися рівним одиниці (тарілка вважається теоретичної) або може мати інші значення від 0,4 до 1,2 залежно від режимних і конструктивних параметрів контактних пристроїв. У другому випадку при термодинамічній розрахунку визначають вже орієнтовна кількість дійсних ректифікаційних тарілок.
Для проведення технологічного розрахунку ректифікаційної колони поряд з масивом IS (82) задають масив вихідних даних IS (36), що характеризує геометричні параметри тарілки секцій.
Номер тарілки може бути вибраний по ориентировочному діаметру колони, який визначається за прийнятою швидкості пара, віднесеної до площі повного перерізу колони wп=0,1 ... 1,5 м/с:
,
де Gп - об'ємна витрата пара в секції колони, м3/с.
При цьому вихідний масив IS (82) дещо трансформується:
в елементі IS (82) замість Gв=0 задають масова витрата повітря в проектованої установці Gв, кг/с;
елементи IS (60) -IS (75), що характеризують опір тарілки і їх коефіцієнти ефективності, прирівнюють до нуля, так як вони є розрахунковими параметрами технологічному розрахунку колони установки.
Програма розрахунку передбачає визначення складу пари і рідини потрійний суміші N2-Ar-O2 у всіх секціях, на кожній тарілці, починаючи з першої (верхньої).
Алгоритм розрахунку матеріального балансу колони і визначення початкового складу верхнього продукту:
кількість вводяться компонентів (моль/с)
; (1)
сумарний потік харчування (моль/с)
; (2)
склад сумарного харчування (моль/моль)
; (3)
масова витрата верхнього та нижнього продуктів (моль/с)
; (4)
масова витрата кисню у верхньому і нижньому продуктах (моль/с)
; (5)
масова витрата верхнього продукту (моль/с)
; (6)
масова витрата нижнього продукту (моль/с)
; (7)
концентрація азоту у верхньому продукті в першому наближенні (моль/моль)
; (8)
концентрація аргону у верхньому продукті (моль/моль)
; (9)
масова витрата компонента у верхньому продукті (моль/с)
. (10)
Теплоту випаровування верхнього продукту rA визначають за (83) в джоулях на моль (Дж/моль), тоді масова витрата рідини, що надходить з конденсатора (моль/с),
; (11)
масова витрата компонента в рідини (моль/с)
; (12)
масова витрата пара (моль/с), що надходить в конденсатор,
; (13)
масова витрата компонентів в парі (моль/с)
; (14)
масова витрата компонента (моль/с), що надходить з рідиною в i-ю секцію,
; (15)
кількість компонента (моль/с), що виходить з парами з i-ї секції,
. (16)
Тиск у i-ї секції прирівнюють до тиску в конденсаторі (кПа):
=pK (17)
Поточні значення матеріальних та енергетичних потоків на i-й тарілці і в цілому в секції колони залежать від тепломасообмінних процесів.
Поточна і рівноважна концентрації для j-го компонента в паровій і рідкій фазах в колоні залежать від ефективності массопередачи на i-й ректифікаційної тарілці:
де - коефіцієнти ефективності для парової та рідкої фаз відповідно;- Поточна і рівноважна концентрації компонента в парі;- Поточна і рівноважна концентрації компонента в рідині.
Коефіцієнт визначають за коефіцієнтами локальної ефективності тарілки для j-го компонента [13]. Наприклад, для тарілки з діаметральним струмом
, (20)
де Z - число гілок потоків на тарілці; gZ - відносний витрата ріди...
