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闪蒸过程的计算-分离工程


汽化率的迭代:
设初值,计算f():
(2-71)
可采用Newton-Raphson法迭代 :
(2-72)
P60例[2-8]
2.3.1 等温闪蒸
二、汽液平衡常数与组成有关
根据x,y与是分步迭代还是同时迭代,给出了两种 普遍化算法。 (自学:p63图2-9 )
2.3.2 绝热闪蒸
规定: p 、Q=0
根据其余2个变量的规定方法可将闪蒸计算分为如下五类:
表2-4 闪蒸计算类型
规定变量 p,T
闪蒸形式
输出变量 Q, V, L, yi, xi
√* 等温
绝热√
非绝热 部分冷凝 部分汽化
p,Q=0
p,Q≠0 p,L(或ψ) p(或T),V(或ψ)
T, V, L, yi, xi
T, V, L, yi, xi Q, T, V, yi, xi Q,T(或p),L,yi,xi
闪蒸过程的计算方程(MESH)
(1)物料衡算—M方程: C个
(2)相平衡—E方程:
C个
(3)摩尔分率加和式—S方程:
2个
2C+3
(4)热量平衡式— H方程:
1个
变量数:
3C+8个
方程总数:2C+3个
(F,TF ,pF ,T,p ,V,L,Q,zi ,yi ,xi) 需规定变量数:C+5个 其中进料变量数: C+3个 (F,TF ,pF ,zi )
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
B、Margules Equ
C、Wilson Equ.
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
三元溶液的活度系数 A、Margules Equ.
1 2 3
B、Wilson Equation
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
自学例题2-1,2-2
内层循环
用热量衡算方程迭代;用闪蒸方程迭代T:
外层循环
内层循环
二、同时收敛法
和T 同时迭代(自学)
二元混合物的逸度系数
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
A、维里方程
用混合规则求,即求
B、RK方程
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
活度系数的计算
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
称对拉乌尔定律有正偏差
进行闪蒸计算之前,需要核实闪蒸问题是否 成立!
核实方法: 第一步:假设闪蒸温度为进料的泡点温度,则Kizi=1,若 Kizi>1,说明 T>TB; 第二步:假设闪蒸温度为进料的露点温度,则(zi/Ki)=1, 若(zi/Ki)>1,说明 T<TD; 只有当TB<T<TD时,才构成闪蒸问题。 反之,若Kizi<1,则为过冷液体; 若(zi/Ki)<1,则为过热蒸汽。
参考文献
11、李娴,高温高压碱土金属溶液活度系数 新模型的研究.南京工业大学硕士论文;2005, 陆小华 12、景孔华,康惠宝,王利生,改进PSRK模 型预测高分子溶液的活度系数.计算机与应用 化学, 2005年 11期
13、极性物系多组分分离泡点计算,齐鲁石 油化工,1991(3),208
参考文献
参考文献
4、白润生,精馏过程计算中相对挥发度的平 均值近似,石油化工,1999年04期 5、张珏成,纯物质逸度定义的讨论.上海工程 技术大学学报 , 2004年 02期 6、耿晓云,刘乐, 杨贵荣,关于逸度和逸度 参比态的讨论.河北工业大学成人教育学院学 报, 2004年 03期 7、牛家治,郭乔峰,从气态方程讨论逸度的 计算.淮北煤师院学报(自然科学版),2002年 03期
参考文献
8、陈必清,普遍化方法计算混合气体逸度.吉 林化工学院学报, 2000年03期 9、傅杨武,王裕玲,陈书鸿,活度系数模型 预测汽-液相平衡的发展概况.重庆三峡学院学 报,2006年 03期 10、李小斌, 任万能, 刘桂华,NaOHNaAl(OH)4-H2O体系活度系数的计算模型.中南 大学学报, 2006年 03期
2.3.1 等温闪蒸
规定: p 、T 计算:Q, V, L, yi, xi
一、汽液平衡常数与组成无关 已知闪蒸温度和压力,Ki值容易确定,所以联立求解上述 (2C+3)个方程比较简单。 具体步骤如下:
将E-方程:
代入M-方程:
消去yi ,得到:
将 L= F -V 代入上式: =
令:
汽化率
代入(2-66)式,得到:
计算:T, V, L, yi, xi
计算方程:MESH方程 迭代变量:T 、 迭代收敛判据:闪蒸方程或热量衡算方程
按T 和 是分步迭代还是同时迭代,分为序贯迭代法和 同时收敛法。
一、序贯迭代法
(1)宽沸程物系: 对T不敏感
用热量衡算方程迭代T;用闪蒸方程迭代:
外层循环 (2)窄沸程物系: 对T 敏感
将(2-67)和(2-68)式代入S-方程,得到:
(2-69) (2-70)式减去(2-69)式,得到:
(2-70)
闪蒸方程
(2-71)
(2-71)
(2-67)
(2-68)
(2-64)
(2-65)
通过闪蒸方程(2-出xi和yi,进而由总物料衡算式(2-64) 可求出V 和 L,由热量衡算式(2-65)可求出Q。
14、曾健,胡文励,一种新的泡点计算方法, 天然气化工,1995,(1):52
2.3 闪蒸过程的计算
冷凝器
顶部产物 V,y 加热器 节流阀 底部产物 L,x
2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程 2.3.2 绝热闪蒸过程
闪蒸过程描述
闪蒸是连续单级蒸馏过程。 它使进料混合物部分汽化或冷凝得到含易挥发组分较多的 蒸汽和含难挥发组分较多的液体。 普通精馏塔中的平衡级就是一简单绝热闪蒸级。
负偏差
无热溶液
正规溶液
二元溶液的活度系数
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
A、Van-Laar Equ
1)
2)
二元溶液的活度系数
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
A、Van-Laar Equ
3)
单参数的对称方程
4)
理想体系 负偏差非理想体系 正偏差非理想体系
A可用来判别实际溶液与理想溶液的偏离度
参考文献
1、李海明,褚福云,孙景威,相平衡常数在精 馏过程中的应用,锦州师范学院学报(自然科 学版),2000年04期
2、汪文川.汽液相平衡计算中活度系数法简评, 化学工程, 1988 ,(01) 3、屈强,罗金生,于广锁,于遵宏,人工神经网 络在汽液相平衡常数预测中的应用, 计算机 与应用化学, 2001年04期
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