Производство жидких продуктов разделения воздуха кислорода и азота и некомпримированных газообразных кислорода, азота и сырого аргона (Постоянный технологический регламент № 1), страница 13

Слив жидкого кислорода из системы хранения и выдачи криогенных продуктов СХАК-560/0,07 производится в железнодорожные цистерны, установки АГУ и транспортные цистерны ЦТК или ТРЖК.

Подсоединение транспортных цистерн производится с помощью гибких рукавов. Герметичность мест стыковки рукавов обеспечивается за счет применения гайки "РОТ" и уплотняющих прокладок из меди, отожженного алюминия или паронита марки ПОН или ПНБ.

   5. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ.

5.1. Материальный баланс установки Кж-1Ар с циркуляционным циклом.

Удельные величины материальных потоков на установке определяются из системы трех уравнений, характеризующих материальный баланс блока разделения.

5.1.1. Уравнение общего материального баланса установки:

У = К + А + Ар^c,   где

У - удельный поток разделяемого воздуха, нм³.

Расчет производим на 1 нм³ перерабатываемого воздуха. У = 1 нм³, тогда

1 = К + А + Ар^c ,   (1)

К - суммарный удельный выход жидкого и газообразного кислорода на установке, нм³/ нм³ п.в.

А - удельный выход газообразного азота, нм³/ нм³п.в.

Ар^c - удельный выход сырого аргона, нм³/ нм³ п.в.

5.1.2. Уравнение материального баланса установки по высококипящему компоненту (кислороду):

1ּУ_к^в = КּХ_к^к + АּУ_к^а + А_р^сּ У_к^{Ар c}, где

У_к^в,  Х_к^к,  У_к^а,  У_к^{Ар c} -  концентрация по кислороду перечисленных выше потоков.

Х_к^к = 0,997 мол.дол.

У_к^в = 0,209 мол.дол.

У_к^а = 0,004 мол.дол.

У_к^{Ар c} = 0,02 мол.дол.

Тогда:    1ּ 0,209 = К ּ 0,997 + А ּ 0,004 + Ар^cּ 0,02   (2)

5.1.3. Уравнение материального баланса установки по аргону:

 1 ּ У_ар^в = Кּ Х_ар^к + Аּ У_ар^а + А_р^сּ У_ар^{Ар  с}    (3),   где

У_ар^в , Х_ар^к , У_ар^а , У_ар^{Ар  с} -  концентрация по аргону воздуха, кислорода, азота и аргона.

У_ар^в = 0,00932 мол.дол.

Х_ар^к = 0,003 мол.дол.

У_ар^а = 0,0025 мол.дол.

У_ар^{Ар  с} = 0,92 мол.дол.

Тогда уравнение (3) примет вид:

1 ּ  0,00932 = К ּ  0,003 + А ּ  0,0025 + А_р^с ּ 0,9   (3)

Решаем совместно систему трех уравнений (1), (2) и (3) относительно "К".

Из уравнения (1):

  А = 1 - К - А_р^с

Подставляем значения А в уравнения (2) и (3):

 0,209 = 0,997 ּ К + 0,004 ּ (1- К- А_р^с ) + 0,02 ּ А_р^с

 

             0,00932 = 0,003 ּ К + 0,0025 ּ (1- К- А_р^с ) + 0,92 ּ А_р^с

Окончательно получаем:

К = 0,208 нм³  О₂ / нм³ п.в.

А = 0,78468 нм³ N₂/ нм³ п.в.

А_р^с = 0,00732 нм³А_р/ нм³п.в.

Паспортная производительность компрессора 6ВМ16-140/200 равна 8400 нм³/час (при 0ºС, 760 мм рт. ст.). С учетом потерь воздуха на продувки влагомаслоотделителей и при переключении баллонов блока осушки и очистки, оцениваемых в 15 %, количество разделяемого воздуха составляет:

V_в = 8400 ּ 0,85 = 7140 нм³/час.

Следовательно, производительность установки по компонентам составит:

-  по газообразному и жидкому кислороду:

 К = 7140 ּ 0,208 = 1485 нм³/час.

если      К^г = 350 нм³/час, то

             К_ж = (1485 – 350 )ּ 1,43 = 1135 ּ 1,43 = 1623 кг/час

- по газообразному азоту:

А = 7140 ּ 0,78468 = 5602 нм³/час

- по сырому аргону:

 А_р = 7140 ּ 0,00732 = 52,0 нм³/час

Паспортная производительность компрессора 3Г-100/200 равна 6000 нм³/час (при 0ºС, 760 мм рт. ст.). С учетом потерь воздуха на продувки влагомаслоотделителей и при переключении баллонов блока осушки и очистки, оцениваемых в 15 %, количество разделяемого воздуха составляет:

V_в = 6000 ּ 0,85 = 5100 нм³/час.

Следовательно, производительность установки по компонентам составит:

              К = 5100 ּ 0,208 = 1060,8 нм³/час.

если      К^г = 350 нм³/час, то

             К_ж = (1060,8 – 350) ּ 1,43 = 1016 кг/час

- по газообразному азоту:

А = 5100 ּ 0,78468 = 4002 нм³/час

- по сырому аргону:

 А_р = 5100 ּ 0,00732 = 37,3 нм³/час.

5.2. Материальный баланс установки КЖ-1Ар без циркуляционного цикла.

5.2.1. Уравнение общего материального баланса установки:

1 = К + А + А_р^с    (1)

5.2.2. Уравнение материального баланса установки по высококипящему компоненту:

 1ּ У_к^в = К ּ Х_к^к + Аּ У_к^а + А_р^с ּ У_к^{Ар с}       (2)

У_к^в = 0,209 мол/дол

Х_к^к = 0,997 мол/дол

У_к^а = 0,02  мол/дол

У_к^{Ар с} = 0,02 мол/дол

  1 ּ 0,209 = К ּ 0,997 + А ּ 0,02 + А_р^с ּ 0,02    (2)