Задание
1. Создать новый проект с названием AMMONIA. Путь к проекту на жестком диске необходимо согласовать с преподавателем.
2. Собрать технологическую схему, приведенную на Рис. 55. При сборке схемы использовать при необходимости команды контекстного меню (щелчок правой кнопкой мыши на выделенном объекте) для отображения объектов относительно горизонтальной (Flip Horizontal X) или вертикальной оси (Flip Vertical Y), а также для их поворота на 90 град. (90 Clockwise, 90 CounterCW).
3. Задать компоненты системы.
4. Задать метод расчета равновесия, инженерные единицы, параметры сходимости.
5. Задать параметры потока питания и оборудования в соответствии с предложенными спецификациями. Присвоить потокам 1, 11, 16 имена. Запустить программу моделирования.
6. Дополнить технологическую схему спецификацией на реактор (6), компрессор (3), делитель (12), теплообменники (7) и (10), сепараторы (2) и (8), используя дополнительный графический режим работы CHEMCADa – PFD (Process Flow Diagramm).
7. Дополнить технологическую схему таблицей по входным/выходным потокам со следующей информацией: массовый расход, температура, давление, энтальпия, энтропия, мольная доля отгона, а также состав потоков в массовых процентах и молекулярный вес потоков. Проанализировать материальный баланс системы.
8. Для потоков 5, 6, 7, 9, 14 создать динамические ярлычки (TP-Boxes), с указанием в них температуры и давления соответсвующих потоков.
9. (Дополнительное). Используя проект "AMMONIA", создать технологическую схему в стандартном текстовом процессоре "MS Word", аналогично Рис. 55 данной работы.
Оптимизация топологии
Учитывая, что реакция синтеза аммиака сильно экзотермическая, целесообразно использовать тепло реакционных газов для подогрева исходной смеси, поступающей в реакторный узел. Для этого включим между смесителем 11 и печью 5 теплообменник-рекуператор.
Технологическая схема примет вид, как показано на Рис. 56.
Рис. 56. Оптимизация схемы синтеза аммиака |
Изменения в существующей технологической схеме можно произвести следующим образом.
В графическом режиме выделить разрываемый поток. В данном случае это поток №4 на Рис. 55. Вызвать контекстно-зависимое меню нажатием правой кнопки мыши на выделенном потоке. В появившемся меню выполнить пункт "Insert Unit" (Вставить модуль). CHEMCAD выдаст следующее сообщение (см.Рис. 57):
Рис. 57. Информационное окно ChemCad |
(Выберите символ из палитры модулей) |
В нашем случае необходимо выбрать модуль теплообменника HTXR. Для выбора теплообменника с двумя потоками необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши по символу теплообменника на палитре модулей. В появившемся списке выбрать теплообменник #5, а затем щелкнуть на разрываемом потоке №4. Произойдет автоматическая вставка выбранного объекта.
Далее, изменяется направление потока 6 с помощью команды контекстно-зависимого меню "Reroute Stream" (Перенаправить поток), а из свободного выхода нового теплообменника проводится поток к теплообменнику 7.