5. Анализ вариантных расчетов. Выводы.

При одновременном получении нескольких продуктов разделения воздуха для определения удельных затрат энергии необходимо ввести условную единицу производительности – единицу объема “условного газа” (Г). В качестве условного газа обычно принимают чистый кислород при нормальных условиях.

Исх.пар.\Вых.Пар	D	dXR	Nнк	dYR	Nвк	YG	Lуд	ALN	ALR
Kf		-	-					-
Qc		-	-			-	-	-
Ya		-						-
XR	-					-	-	-	-
dTki		-	-			-		-
dTfx	-	-	-			-	-

1. Увеличение количества выводимого жидкого кислорода:

Увеличение количества жидкого кислорода, выводимого потребителю требует компенсировать холодопотери, получаемые с выводом “холода” из системы. Это оптимально реализуется за счет повышения доли детандерного потока, поступающего в колонну окончательного разделения. Это никак не влияет на процессы, происходящие в колонне предварительного разделения, но сильно влияет на процессы в верхней колонне.

При увеличении доли детандерного потока в верхнюю колонну уменьшается разность рабочей и равновесной концентрации на тарелках ректификации, что ведет к увеличению количества ректификационных тарелок в верхней колонне. Поскольку количество условного газа напрямую зависит от выхода данного продукта, то количество условного газа увеличивается. Удельная работа находится в обратной зависимости от количества выводимого жидкого продукта, соответственно она уменьшается. Доля пара в потоке азотной “грязной” флегмы после дросселирования никак не изменится, а вот доля пара в потоке дросселируемой кубовой жидкости изменится обратнопропорционально доле детандерного потока – это связано с тем, что поток (1-D) уменьшается, соответсвенно поток кубовой жидкости охлаждается сильнее и доля пара в нем падает.

2. Увеличение теплопритока из окружающей среды.

Увеличение теплопритока из окружающей среды требует компенсировать эти холодопотери. Это оптимально реализовать за счет повышения доли детандерного потока, поступающего в колонну окончательного разделения. Эти изменения никак не коснутся нижней колонны, количества условного газа, удельной работы и доли пара в потоке “грязной” азотной флегмы. Изменения, касающиеся dY_R, N_вк, ALR будут такими же, что и в первом случае (I).

3. Увеличение концентрации отбираемого азота.

Чтобы повысить концентрацию выводимого азота необходимо принять меры по уменьшению доли детандерного потока в верхнюю колонну. Для повышения концентрации азота в “грязной” азотной флегме в нижней колонне увеличиваем количество тарелок. Вследствие высокого содержания азота в “грязной” азотной флегме, разность рабочей и равновесной концентраций в верхней колонне значительно упадёт, это приведет к необходимости увеличения числа ректификационных тарелок в верхней колонне. Эксергия потока увеличится, значит и количество условного газа тоже увеличится. Удельная работа уменьшится из-за увеличения концентрации продукционного азота. Доля пара в дросселируемом потоке кубовой жидкости никак не изменится. Изменится доля пара после дросселирования “грязной” азотной флегмы: она изменится обратно пропорционально доле детандерного потока по причине, объясненной в первом (I) случае.

4. Увеличение концентрации азота в кубовой жидкости

Увеличение концентрации азота в кубовой жидкости напрямую воздействует на разность равновесной и рабочей концентраицями в процессе тепло- и массообмена на ректификационных тарелках, она увеличится. Это приведет к уменьшению количества ректификационных тарелок в нижней колонне. Увеличение концентрации азота в кубовой жидкости повлияет на уменьшение разности равновесной и рабочей концентрации на тарелках в колонне окончательного разделения, что в свою очередь приведет к увелечению количества ректификационных тарелок.

5. Увеличение температурного напора конденсатора-испарителя.

Увеличение температурного напора в конденсаторе-испарителе может быть реализовано за счет увеличения разности давлений в верхней и в нижней колонне. За счет этого удельная работа на производство продукта увеличивается. Уменьшается доля детандерного потока в колонну окончательного разделения, чтобы поддержать правильный режим ректификации, соответственно разность равновесной и рабочей концентраций в колонне повышается, число тарелок в верхней колонне уменьшается.

6. Увеличение разности температур на холодном конце охладителя грязной азотной флегмы.

При увеличении разности температур на холодном конце охладителя грязной азотной флегмы температура грязной азотной флегмы увеличивается, соответсвенно доля пара после дросселирования грязной азотной жидкости увеличивается. Вследствие увеличения температуры грязной азотной флегмы разность равновесной и рабочей концентраций в верхней колонне уменьшится. Число теоретических тарелок, необходимых для колонны, возрастёт. Продукционный азот будет сильнее охлаждать кубовую жидкость, поэтому доля пара после дросселирования кубовой жидкости упадет.