Файл: Образовательное учреждение высшего образования воронежский государственный технический университет.docx

Составим для отгонной секции верхней колонны систему уравнений
(рисунок 3.9), состоящую из материального баланса произвольного контура, материального баланса по азоту и теплового баланса:

(3.66)

Преобразуем эту систему

(3.67)

Если разделить второе уравнение на первое, то имеем приведенную концентрацию ( ), а третье на первое, приведенную энтальпию ( ):







В итоге имеем точку – полюс отгонной секции верхней колонны.

По полученным значениям и используя табличные данные, рассчитанные в программе REFPROP строим процесс ректификации в верхней колонне с помощью i-x диаграммы (Рисунок 3.13).



Рисунок 3.13 – Процесс ректификации в верхней колонне в i-x диаграмме

Из рисунка видно, что число теоретических тарелок в концентрационной секции равно 6, а в отгонной 10. Учитывая, что КПД тарелки для концентрационной секции верхней колонны =0.3÷0.5, а для отгонной = 0.2÷0.3, определим число фактических тарелок:

2. 1   2   3   4   5   6   7   8   9

---

Расчет нижней колонны

Составим для концентрационной секции нижней колонны систему уравнений (рисунок 3.11), состоящую из материального баланса произвольного контура, материального баланса по азоту и теплового баланса:

(3.68)

Преобразуем эту систему

(3.69)

Если разделить второе уравнение на первое, то имеем приведенную концентрацию ( ), а третье на первое, приведенную энтальпию ( ):







В итоге имеем точку – полюс концентрационной секции нижней колонны.

Составим для отгонной секции нижней колонны систему уравнений
(рисунок 3.11), состоящую из материального баланса произвольного контура, материального баланса по азоту и теплового баланса:

(8.2.2)

Преобразуем эту систему



Если разделить второе уравнение на первое, то имеем приведенную концентрацию ( ), а третье на первое, приведенную энтальпию ( ):

---

В итоге имеем точку – полюс отгонной секции нижней колонны.

По полученным значениям и используя табличные данные, рассчитанные в программе REFPROP, строим процесс ректификации в верхней колонне с помощью i-x диаграммы (Рисунок 3.14).



Рисунок 3.14 – Процесс ректификации в нижней колонне в i-x диаграмме

Из рисунка видно, что число теоретических тарелок в концентрационной секции равно 6, а в отгонной 2. Учитывая, что КПД тарелки для нижней колонны =0.3÷0.5, определим число фактических тарелок:







ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения работы была разработана технологическая схема ВРУ среднего давления, работающей по циклу Клода. Для каждого элемента которой был составлен тепловой баланс. Определили тепловую нагрузку на конденсатор относительно верхней и нижней колонны, погрешность результатов составила , что является весьма хорошей погрешностью для работы в RefProp.

Результатом определения материальных потоков колонны стали построения теоретических тарелок методами Мак-Кэба и Тиле и i-x диаграммы. Методом Мак-Кэба и Тиле было расчитано, что действительных тарелок в верхней колонне 42, в нижней – 16. Метод i-x диаграмм позволил уточнить эти значения как 45 и 16 соответственно.
Приложение А. Схема ВРУ среднего давления



Приложение Б. Параметры расчетных точек

№ п/п	Смесь
0		27	1	302.274
1		27	50	291.629
2		5	50	267.413
3		10	50	272.951
3`		-103.15	50	133.22
4		-171.49	6	91.025
4s		-172.79	6	72.941
5		-129.47	50	-72.085
6		-136.97	50	2.157
7		-180.33	100	-123.029
7s		-182.55	100	-126.71
8		-191.56	1.5	80.18
8`		-189.37	1.5	82.677
8``		-185.83	1.5	86.657
8a		-182.08	1.5	90.816
8b		-175.73	1.5	97.787
9		-175.73	1.5	97.787
10		5	1.5	286.935
11		-3	1.5	278.971
12		5	100	225.597
13		22		304.582
13`		27		309.883
14		-179.48	6	-126.839
14`		-184.48	6	-135.3
№ п/п	Смесь
15		-177.51	6	-96.659
16		-180.48	6	-90.972
17		-181.51	6	-88.476
18		-176.48	6	-82.237
19		22	100	244.496
19`		27	100	273.22

---

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   Ануров А. С. Криогенные технологии разделения газов. М.: ООО
   «АР-Консалт», 2017. -232с
   
2. 
   Глизманенко Д.Л. Получение кислорода. М.: Химия, 1972. -752с.
   
3. 
   Борзенко Е.И., Логвиненко Е.В. Расечт колонны двукратной ректификации воздуха с помощью i-x диаграммы: Учеб. -метод. Пособие. – СПб.: Университет ИТМО, 2016. -36с.
   

---