низкокипящих мікродомішок, які на першому етапі розрахунку приєднувалися до найбільш близьким по летючості до базового компоненту Мікродомішки.
Зміст висококиплячих мікродомішок в потоці D1 буде сумарно менше, ніж, до якого були приєднані всі висококиплячі домішки на першому етапі розрахунку. Це пов'язано з тим, що мікропрімесь найбільш близька за летучесті до базового компоненту, тому зміст інших висококиплячих домішок у зміцнювальної секції колони I буде спадати швидше, ніж зміст.
Дійсне значення кожної з висококиплячих мікродомішок в потоці D1 знаходимо з виразу
, (55)
де - вміст i-х висококиплячих домішок в потоках харчування колон I і II;- Константа фазового рівноваги i-й висококиплячих микропримеси в бінарній суміші з базовим компонентом.
Зміст висококиплячих мікродомішок в отбросном потоці визначаємо з матеріального балансу колони I по кожній домішки.
При розрахунку процесу ректифікації все низкокипящие домішки умовно приєднані до; також прийнято, що вони цілком виводяться з колони потоком D1. Насправді частина цих мікродомішок забирає отбросний потік R1.
Зміст низкокипящих мікродомішок в потоці D1 визначаємо з матеріального балансу колони I по цих домішок.
Величину низкокипящих домішок у отбросном потоці визначаємо з виразу
, (56)
де - вміст i-х висококиплячих мікродомішок в потоках VT і R1;
- константа фазового рівноваги i-й низкокипящей микропримеси в бінарній суміші з базовим компонентом.
На рис. 8 показаний фрагмент програми розрахунку вузла ректифікаційної очищення кріопродукта - підпрограма розрахунку числа теоретичних тарілок і складу продуктів розділення в колоні I.
Аналізуючи аналогічним чином процес ректифікації в колоні II, отримаємо вираз для визначення складу продукційного потоку R2 по низкокипящим компонентам:
ректифікаційної колона повітря криогенний
, (57)
і вираз для визначення вмісту висококиплячих мікродомішок в отбросном потоці D2:
, (58)
де - вміст i-х низкокипящих мікродомішок в потоці харчування D1 і продукційних потоці R2 відповідно;- Зміст i-х висококиплячих мікродомішок в потоці харчування D1 і отбросном потоці D2;- Константи фазового рівноваги i-х низкокипящих і висококиплячих мікродомішок в бінарній суміші з базовим компонентом.
Склад потоку R2 по висококиплячих, a D2 - по низкокипящим Мікродомішки визначаємо на підставі значень матеріального балансу колони II.
Рис. 8. Підпрограма розрахунку колони I
Підпрограма розрахунку числа теоретичних тарілок і складу продуктів розділення в колоні II показана на рис. 9.
У залежності від властивостей базового речовини (кисню, аргону, азоту і т. д.) і мікродомішок компоновка автономного модуля може бути змінена. У цьому випадку в колоні I методом низькотемпературної ректифікації відокремлюються низкокипящие микропримеси, а в колоні II - висококиплячі. Тому при розрахунку колонних апаратів необхідно використовувати відповідні алгоритми.
Рис. 9. Підпрограма розрахунку колони II
При проведенні теплового та конструктивного розрахунків елементів криогенного модуля необхідно знати основні матеріальні потоки, методика розрахунку яких має свою специфіку для вузла ректифікаційної очищення з двома колонами (див. рис. 4) і однією колоною (див. рис. 5).
Розглянемо розрахунок матеріальних потоків за умови, що технічно чистий потік живлення надходить на очищення в стані насиченою рідини, т. е..
Варіант 1 (колони встановлені роздільно).
Значення рідинного потоку в зміцнювальної секції колони I знаходимо по відомому дійсному флегмовое число, т. е.
. (59)
Флегмообразующій потік VF1 в нижньому конденсаторі-испа-телеглядачам колони I за рахунок теплоти перегріву і конденсації повинен випарувати всю рідину, що знаходиться в міжтрубному просторі (), т. е.
, (60)
де - теплота пароутворення флегми при тиску колони I.
З виразу (60) знаходимо значення флегмообразующего потоку, необхідного для нижнього конденсатора-випарника колони I:
, (61)
де - ентальпія флегмообразующего потоку VF1 на вході і виході з конденсатора-випарника при ти...
