ску р2.
Масова витрата пари в колоні I
. (62)
Тепломісткість потоку VF1 на виході з верхнього конденсатора-випарника колони I знаходимо з його енергетичного балансу:
, (63)
т. е., (64)
де - теплота конденсації парового потоку при тиску у верхньому перетині колони I;- Ентальпія флегмообразующего потоку при тиску кипіння p1 в міжтрубному просторі.
Аналогічним чином знаходимо флегмовое потік в колоні II:
. (65)
Флегмообразующій потік VF2 в нижньому конденсаторі-випарник-ле колони II повинен випарувати всю рідину
(), тобто
, (66)
де - теплота пароутворення флегми при тиску колони;- Ентальпія флегмообразующего потоку на вході і виході з конденсатора-випарника.
З енергетичного балансу (66) знаходимо потрібну кількість потоку VF2:
. (67)
Масова витрата пари, що надходить в трубне простір верхнього конденсатора-випарника колони II, знаходимо як, а теплосодержание потоку VF2 на виході з конденсатора-випарника - з його енергетичного балансу, т. е.
; (68)
, (69)
де - теплота конденсації пари при тиску у верхньому перетині колони II;- Ентальпія флегмообразующего потоку VF2 при тиску р1.
Сумарний флегмообразующій потік
=VF1 + VF2.
Варіант 2 (колони встановлені одна над одною). Для визначення дійсного флегмового числа в колоні I напишемо енергетичний баланс середнього конденсатора-випарника:
, (70)
звідки
. (71)
У той же час енергетичний баланс середнього конденсатора-випарника можна записати як або.
Тоді масова витрата рідини, що надійшла в середній конденсатор-випарник,
. (72)
Масова витрата рідини, яку необхідно випарувати в нижньому конденсаторі-випарнику колони I за рахунок конденсації флегмообразующего потоку VF1, складе
, (73)
а енергетичний баланс запишеться в наступному вигляді:
, (74)
Звідки
. (75)
Подальший розрахунок матеріальних та енергетичних потоків в колонах I і II аналогічний першому варіанту.
У другому варіанті компонування вузла ректифікаційної очищення потоку харчування технічної чистоти VF? VF1 і, як показує розрахунковий аналіз, в цьому випадку витрата циркуляційного флегмообразующего потоку знижується приблизно на 40%.
При поділі газоподібного потоку харчування в колоні I відсутній нижній конденсатор-випарник (див. рис. 5, б), розрахунок основних матеріальних потоків в колонних апаратах має певну специфіку; при цьому приймаємо, що D1=1 кмоль.
Для розглянутого випадку значення питомої флегмового потоку
.
З енергетичного балансу верхнього конденсатора-випарника колони II випливає, що
. (76)
У колоні I питома флегмовое потік або ж його величину можна визначити з енергетичного балансу нижнього конденсатора-випарника колони II:
, (77)
де.
За відомим матеріальним і енергетичним потокам виробляємо теплової, гідравлічний і конструктивний розрахунки теплообмінних апаратів, конденсаторів-випарників і ректифікаційних колон, що входять в компоновку автономного криогенного модуля.
Розрахунковий аналіз закінчуємо визначенням питомих енергетичних витрат і металоємності апаратів.
Представлений алгоритм дозволяє визначити число теоретичних тарілок, а також попередньо оцінити склад продуктів розділення D1, R1 і D2, R2.
Нижче наводяться окремі результати обчислювального експерименту. Розрахунки проводилися для випадку очищення технічного кисню, що містить микропримеси:
У криогенном ректифікаційно модулі процес очищення технічного кисню від домішок (див. рис. 4) здійснювався послідовно в двох ректифікаційних колонах. У колоні I віддалялися висококиплячі, а в колоні II - низкокипящие домішки.
Встановлено,...
