Rodzaje kolumn w ChemCADzie Shortcut Column (SHOR) Tower Column (TOWR) Tower Plus Column (TPLS) SCDS Column (SCDS)

Prosta kolumna: SHOR 1 strumień wlotowy i 2 wylotowe Metody obliczeń: Sprawdzające (rating): Fenske-Underwood-Gilliland (FUG) Projektowe: FUG + lokalizacja zasilania metodą Fenskego FUG + lokalizacja zasilania metodą Kirkbride’a

Prosta kolumna: SHOR

Kolumna TOWR Tylko do symulacji Do 5 strumieni wlotowych, destylat i wywar + 4 strumienie wylotowe boczne Obliczenia stanu półek z modelu półki Uwzględnia sprawność półki Uwzględnia występowanie niemieszających się składników i dekantację

Kolumna TOWR

Tower Plus Column TPLS Szczegółowa symulacja kolumny rektyfikacyjnej. Uwzględnia w obliczeniach Boczne rozdzielacze Pompy, orurowanie Wymianę ciepła na półkach (grzanie/chłodzenie) Boczne odbiory

Tower Plus Column TPLS Można zdefiniować: warunki na konkretnych półkach, w kondensatorze kotle

Tower Plus Column TPLS Definicja kolumn w kilku oknach

Kolumna SCDS Szczegółowy wielostopniowy moduł równowag parowo-ciekłych dedykowany głównie dla układów tworzących niedoskonałe mieszaniny Uwzględnia układy 3 fazowe (z dekantacją) Maksymalnie 10 w arkuszu Możliwość uwzględnienia reakcji chemicznej: destylacja reaktywna.

ChemCAD CC-Therm

Wymiennik ciepła dwustronny CC-Therm, TEMA Pozwala na dobór normowanego (wg TEMA lub DIN) wymiennika (tryb Designe - Sizing) Podaje się minimalna ilość danych: Rodzaj procesu Dopuszczalny spadek ciśnienia Dopuszczalną prędkość czynników Zalecaną smukłość Zakresy długości rur, średnic płaszcza, wycięć przegród odległości przegród

Wymiennik ciepła dwustronny CC-Therm, TEMA Pozwala na dobór normowanego (wg TEMA lub DIN) wymiennika (tryb Designe - Sizing) Obliczane są: Optymalny (???) rozmiar płaszcza Ilość rur czynnika Ilość i prześwit przegród Szczegóły konstrukcyjne

Wymiennik ciepła dwustronny CC-Therm, TEMA Umożliwia symulacje pracy istniejącego wymiennika (tryb Rating) Podaje się parametry istniejącego wymiennika Program sprawdza, czy podany wymiennik może pracować w danej aplikacji

TUBULAR EXCHANGER MANUFACTURERS ASSOCIATION, INC. http://www.tema.org/

Rodzaje wymienników CC-Therm kotły odparowujące ciecz i termosyfonowe wyparki z wymuszoną cyrkulacją poziomo lub pionowo ustawione skraplacze wyparki i grzejniki cienkowarstwowe pionowe termosyfony skraplacze z zawrotem wymienniki konwekcyjne dla faz gazowej i ciekłej, bez zmiany stanu skupienia)

Inne cechy Stosować można wszystkie wymienniki typu TEMA. Można stosować pięć typów przegród: pojedyncze segmentowe, podwójne segmentowe, potrójne segmentowe, bez rur w obrębie wycięcia przegród i przegrody rusztowe. Przeprowadzana jest pełna analiza wibracji dla wszystkich typów wymienników. Można wykorzystać wielkość prześwitów TEMA lub wprowadzić własne wartości prześwitów.

Rury mogą być gładkie lub żebrowane Rury mogą być gładkie lub żebrowane. Biblioteka rur Wolverine, HPTI i Wieland wbudowana jest w program. Wewnątrz rur mogą być stosowane elementy turbulizujące. Można rozpatrywać suchą i wilgotną ścianę po stronie kondensujących par. Różnorodne mechanizmy transportu ciepła są dostępne do wyboru dla użytkownika.

Specyfikacje ogólne – informacje podstawowe Typ procesu wewnątrz rur Sensible flow (przepływ bez zmiany stanu skupienia) Horizontal condensation (skraplanie na ściankach poziomych) Vertical condensation (skraplanie na ściankach pionowych) Knock-back condensation (skraplanie z zawrotem) Forced evaporation (wymuszone odparowanie) Falling film evaporation (odp. w spływ. warstewce) Vertical thermosyphon (pionowy termosyfon)

Specyfikacje ogólne – informacje podstawowe Typ procesu w przestrzeni międzyrurowej Sensible flow (przepływ bez zmiany stanu skupienia) Horizontal condensation (skraplanie na ściankach poziomych) Forced evaporation (wymuszone odparowanie) Pool boiling (odparowanie z lustra cieczy) Horizontal thermosyphon (poziomy termosyfon)

Specyfikacje ogólne – metody modelowania Model dla przestrzeni wewnątrz rur Model dla przepływu laminarnego Model dla przepływu burzliwego Opory tarcia w układzie jednofazowym (DP) Opory tarcia w układzie dwufazowym(DP) Udział fazy gazowej (DP) Skraplanie na ściankach pionowych

Specyfikacje ogólne – metody modelowania Model dla przestrzeni miedzyrurowej Przepływ w układzie jednofazowym Skraplanie w obszarze laminarnym Skraplanie w obszarze burzliwym

Wymiennik ciepła dwustronny CC-Therm, TEMA Korzystanie z modułu CC-Therm Obliczenia bilansowe Menu/Sizing/Shell&Tube Zaznaczyć wymiennik Wskazać, który czynnik wchodzi do rurek

Nowe typy wymienników (ver. 6) Plate – płytowy Doubel pipe – rura w rurze

Obliczenia typu: fouling factor rating Pozwalają obliczyć opory osadów w istniejących wymiennikach. Podaje się Parametry strumieni Parametry wymiennika Obliczany jest opór osadu Pozwala określić czy wymiennik jest zablokowany osadami

Wymiarowanie: Menu - sizing Pozwala na wymiarowanie obliczonego aparatu. Stosuje się do: Trays – półek w kolumnach Packing – wypełnień kolumn Pipes - rur Shell&Tubes – wymienników płaszczowo rurowych (CC-Therm) Air Cooler – schładzacie powietrza Vessel - zbiorniki Orifice - kryzy Control valve – zawory regulujące Relief device – zawory (urządzenia) bezpieczeństwa

CC-Batch - Retyfikacja okresowa Podstawowa jednostka operacyjna instalacji: kolumna okresowa "Batch Column". Składa się z: Kotła (Pot) z ładunkiem (Pot charge) Kolumny z półkami/wypełnieniem Skraplacza Dekantera Odbiór produktu odbywa się do zbiorników (Tank) poprzez przełącznik czasowy (Time switch) Jest to proces dynamiczny – warunki zmieniają się w czasie

CC-Batch - Retyfikacja okresowa

CC-Batch - Etapy procesu symulacji: ustalenie składu i ilości wsadu do kolumny, nie trzeba podawać temperatury zostanie wyliczona Informacje o kolumnie: Ilość półek Ilość etapów procesu Typ skraplacza Ilości cieczy zatrzymanej na półkach i w skraplaczu

CC-Batch - Etapy procesu symulacji: Parametry operacji okresowej Parametry rozpoczęcia etapu zbiornik do którego kieruje się destylat tryby i wartości specyfikujące pracę kolumny (np. stopień refluksu, natężenie przepływu destyatu) parametry zakończenia etapu możliwość dodania wsadu w trakcie destylacji w zakładce ustawienia dodatkowe (Additional settings)

CC-Batch - Etapy procesu symulacji: Ustawienia dotyczące wyświetlania informacji na ekranie Wyświetlany parametr Jakiego miejsca dotyczy Wybór składników wyświetlanych

CC-Batch - Etapy procesu symulacji: Uruchomienie symulacji Na ekranie pojawia się wykres pokazujący zmianę składu destylatu w czasie Przegląd wyników: wykres – Plot/Batch Column History

Symulacja przepływu przez rury Symbol operacji jednostkowej: "pipe symulator" Ważniejsze metody obliczeń: Izotermiczny przepływ gazu – długie rury Przepływ jednofazowy Przepływ dwufazowy (dwie metody) Metody specjalne dla wody i pary wodnej

Symulacja przepływu przez rury Wymiary: Obliczenia sprawdzające Projektowe: Przepływ jednofazowy Wymiarowanie bazujące na spadku ciśnienia P/100ft Wymiarowanie dla dwufazowego przepływu pionowego Obliczenia wsteczne Pwlot na podstawie Pwyl i wymiarów Obliczenie natężenia przepływu przy danych wymiarach oraz Pwlot i Pwyl

Symulacja przepływu przez rury Opcje termiczne: Przepływ adiabatyczny Przepływ izotermiczny

Symulacja przepływu przez rury Inne parametry: Średnica rury Długość rury Współczynnik szorstkość powierzchni Wysokość podnoszenia geometrycznego Współczynnik wnikania ciepła do otoczenia i temp. otoczenia

Symulacja przepływu przez rury Pozostałe zakładki: Properties - Właściwości medium Calculated Results - Wyniki obliczeń Valves - Zawory Fittings – Armatura: Welded - spawana, Flanged – łączona kołnierzowo

Zawiesiny ciał stałych w płynach Definicja ciała stałego – "Pick Solids" Definicja rozkładu ziarnowego – "Particle Size Distribution" Wpływ zawartości ciała stałego na spadek ciśnienia w rurociągu

Symulacja rozdzielania zawiesin Filtry: ciśnieniowy próżniowy bębnowy Hydrocyklon Cyklon Elektrofiltr

Filtry Nazwa operacji jednostkowej – "vacuum filter" - dwa symbole Tryby dokonywania obliczeń 0- dla podanej powierzchni filtru oblicz ciśnienie filtracji 1- dla podanego ciśnienia filtracji oblicz powierzchnię 2- dla podanego ciśnienia i powierzchni obliczane natężenie przepływu zawiesiny

Filtry Typy filtrów Obrotowy filtr bębnowy, wymaga specyfikacji: kąta czynnego filtra (zanurzenia w zawiesinie) prędkości obrotowej bębna (obr./min) Filtr stałociśnieniowy, typowy Prosty bilans materiałowy Tu można tez podać opór przegrody

Filtry Charakterystyka osadu: Opór właściwy osadu 0 [m/kg] Współczynnik ściśliwości osadu s Wilgotność osadu (jeżeli nie podana to CC oblicza z dodatkowych parametrów osadu) Strata ciała stałego (odniesiony do całości) z filtratem

Filtry Opcjonalne parametry osadu Rozmiar cząstek ciała stałego Sferyczność Porowatość osadu Współczynnik kształtu Modelowanie filtracji nie wpływa na skład ziarnowy strumieni

Hydrocyklon Nazwa jednostki operacyjnej "Hydrocyclone " Metody obliczeń: 0 - Dahlstrom empiryczna 1 - Bradley teoretyczna Tryby obliczeń 0 – projektowy 1 – obliczenia sprawdzające Model przyjmuje typowe stosunki wymiarów geometrycznych

Hydrocyklon Parametry urządzenia do podania w trybie obliczeń sprawdzających Wymagane: Średnica cyklonu Opcjonalne: ilość cyklonów

Hydrocyklon Parametry urządzenia obliczane w trybie obliczeń sprawdzających średnica cząstki o skuteczności sepracji 50% skuteczność średnia spadek ciśnienia

Hydrocyklon Parametry urządzenia obliczane w trybie obliczeń projektowych Wymagane: Skuteczność (Efficiency) Opcjonalne: Średnica cząstki, dla której podano efektywność Dopuszczalny spadek ciśnienia Maksymalna średnica Maksymalny spadek ciśnienia Maksymalna ilość cyklonów

Hydrocyklon Parametry urządzenia obliczane w trybie projektowym średnica cyklonu ilość cyklonów średnica cząstki o skuteczności sepracji 50% spadek ciśnienia skuteczność standardowe stosunki wymiarów geometrycznych

Cyklon Nazwa jednostki operacyjnej: "Cyclone" Tryby obliczeń 0 – obliczenia sprawdzające 1 – obliczenia projektowe Modele obliczeniowe 0 - metoda Kocha i Lichta 1 - Metoda Rosina, Rammlera, Intelmanna

Cyklon Typ obliczeń 0 – domyślna geometria, wysoka skuteczność 1 – domyślna geometria, średnia skuteczność 2 – geometria definiowana przez użytkownika W typach 0 i 1 nie ma możliwości zmiany geometrii cyklonu

Cyklon Parametry urządzenia do podania w trybie obliczeń sprawdzających Wymagane: Średnica cyklonu Opcjonalne: ilość cyklonów

Cyklon Parametry urządzenia obliczane w trybie obliczeń sprawdzających Skuteczność średnia spadek ciśnienia

Cyklon Parametry urządzenia do podania w trybie projektowym Wymagane: Skuteczność (Efficiency) Opcjonalne: Dopuszczalny spadek ciśnienia Maksymalna ilość cyklonów

Cyklon Parametry urządzenia obliczane w trybie projektowym średnica cyklonu ilość cyklonów spadek ciśnienia ogólna skuteczność domyślne wymiary geometryczne

Cyklon Model cyklonu uwzględnia skuteczność dla poszczególnych klas ziarnowych. Można sprawdzić skład ziarnowy pyłu unoszonego z gazem oraz wydzielonego w cyklonie.

Elektrofiltr Nazwa jednostki operacyjnej (Electrostatic Precipitator) Tryby obliczeń: 0 – projektowy 1 – obliczenia sprawdzające

Elektrofiltr Parametry wprowadzane trybu projektowego: stała dielektryczna względem powietrza natężenie pola elektrycznego elektrod ładującej i zbierającej wymagana skuteczność opcjonalnie spadek ciśnienia na aparacie Parametry obliczane trybu projektowego Powierzchnia elektrod Skuteczność ogólna

Elektrofiltr Parametry wprowadzane trybu sprawdzającego: stała dielektryczna względem powietrza natężenie pola elektrycznego elektrod ładującej i zbierającej powierzchnia elektrod opcjonalnie spadek ciśnienia na aparacie Parametry obliczane trybu projektowego Skuteczność ogólna