Προσομοίωση Κρυογενούς Διαχωρισμού του Ατμοσφαιρικού Αέρα
(Cryogenic Air Separation Process Simulation)

Διάγραμμα Ροής Απόσταξης Ατμοσφαιρικού Αέρα

Το διάγραμμα ροής της κλασματικής απόσταξης του ατμοσφαιρικού αέρα στη διπλή στήλη φαίνεται παρακάτω.  

Παρατηρήστε ότι εδώ έχουμε αγνοήσει αρκετές υπομονάδες της εγκατάστασης. Σε επόμενο βήμα θα πρέπει να τοποθετηθεί και τρίτη αποστακτική στήλη σαν πλευρικός απογυμνωτής (side stripper)  της επάνω στήλης για τον διαχωρισμό οξυγόνου και αργού. Πάλι η υγρή επαναρροή δίνεται από την κάτω στήλη. Εδώ η τροφοδοσία της κάτω στήλης είναι καθαρός ψυχρός αέρας. Σε επόμενο βήμα τοποθετούνται οι αεροσυμπιεστές και η μονάδα αφαίρεσης H₂O, CO₂, SΟ₂, H₂S, κλπ. Σε τελικό στάδιο γίνεται και θερμική ολοκλήρωση - αριστοποίηση της όλης διεργασίας. Λόγω των πολύ χαμηλών θερμοκρασιών, η θερμική ολοκλήρωση προσδιορίζει και την οικονομικότητα αυτών των εγκαταστάσεων.

Επίλυση Διαγράμματος Ροής Απόσταξης Ατμοσφαιρικού Αέρα

Επίλυση του διαγράμματος ροής σημαίνει τον προσδιορισμό των ροών, της σύστασης, της πίεσης, της θερμοκρασίας όλων των ρευμάτων υγρών και αερίων σε κάθε σημείο του διαγράμματος ροής καθώς και τον προσδιορισμό του μεγέθους κάθε στοιχείου του απαιτούμενου εξοπλισμού και των απαιτήσεων του σε ενέργεια, ατμό, νερό ψύξης, κλπ. Μόνο τότε, σε δεύτερη φάση, μπορεί να γίνει κοστολόγηση τόσο της επένδυσης όσο και του λειτουργικού κόστους. Είναι προφανές ότι η επίλυση αυτή επιτυγχάνεται με την εφαρμογή των αρχών της Φυσικής και Χημείας και Μαθηματικών. Τα ισοζύγια μάζας, ενέργειας και ορμής, κατάλληλα διατυπωμένα, είναι η βάση σχεδιασμού της εγκατάστασης. Θερμοδυναμικές "καταστατικές" εξισώσεις απαιτούνται για των προσδιορισμό των φυσικοχημικών παραμέτρων των ρευμάτων ή των στοιχείων του εξοπλισμού.

Μια τέτοια διαδικασία είναι πολύ χρονοβόρα αν γίνει με το χέρι. Σήμερα με τη διάδοση των ΗΥ έχουν κατασκευαστεί ή μπορούν να κατασκευαστούν, προγράμματα - προσομοιωτές τα οποία κάνουν αυτή τη δουλειά γρήγορα και ξεκούραστα. Ο χρήστης όμως τώρα πρέπει να είναι γνώστης της φιλοσοφίας και των αρχών λειτουργίας αυτών των προσομειωτών.

Περιγραφή Προβλήματος:

 (συνεχίζεται ...)