Моделирование процесса разделения воздуха в узле ректификации

Институт холода и биотехнологий

Кафедра криогенной техники

Моделирование на ЭВМ процесса ректификации воздуха в колонне лабораторной установки

Выполнил:

студент 5КТ, Антонов А.А.

Проверил:

Зав. каф. д.т.н. профессор Борзенко Е.И.

Санкт-Петербург 2013

Моделирование процесса разделения воздуха в узле ректификации.

Узел ректификации установки АКЖ-0,02 состоит из двух колонных аппаратов (рис.1). По компоновке он представляет собой разрезанную колонну двухкратной ректификации. Колонна низкого давления относится к ректификационным аппаратам, «Открытым» сверху, что учитывается при определении граничных условий при решении системы уравнений

При моделировании процесса разделения воздуха рассматриваются две компоновки узла ректификации: для получения жидкого и газообразного азота в одноколонном аппарате высокого давления. Для получения; для получения азота и кислорода в колонне двухкратной ректификации. В первом случае численный параметр КА=0, а во втором КА=1.

При компоновке КА=0 из узла ректификации выводится жидкий Аж или газообразный азот при давлении колонны. Поток воздуха идущий на дроссельный вентиль Дв, V=1-VD1 подается на тарелку питания JS, а детандерный поток на JV.

Энергетическое состояние потока воздуха задается долей пара, полученной после дросселирования, т.е.

α_G =AP=(h_3B -h')/(h''-h'),

где, h_3B, h', h''- энтальпии воздуха после дросселирования, насыщенной жидкости и пара соответственно.

При компоновке КА=1 места ввода основных в колонне высокого давления сохраняются, а в колонну низкого давления поступает поток Rж=RJ на тарелку JTG, а поток питания Rг=RG на тарелку JTG.

Для орошения верхней тарелки М поступает поток азотной флегмы D. Поток кислорода К=КТ отбирается с тарелки JR=1. Математическая модель предусматривает моделирование режимов при одновременном получении жидкого и газообразного кислорода. Эти режимы задаются долей КК (т.е. если КК=1, КТ=Кж, а при КК=0 КТ=Кг).

Для моделировании процесса разделения воздуха в узле ректификации установки АЖК-0,02 проводится ее лабораторное испытание, рассчитываются основные режимные параметры и определяются конструкционные характеристики колонны.