物料衡算與能量衡算培訓(xùn)課件(ppt48頁)-wenkub
2023-03-29 22:22:58 本頁面
【正文】 醇 二 醇 水烴 醚 醛 酮 酯 醇 二 醇 水烴 醚 醛 酮 酯 醇 二 醇 水烴 醚 醛 酮 酯 醇 二 醇 水烴 醚 醛 酮 酯 醇 二 醇 水烴 醚 醛 酮 酯 醇 二 醇 水南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 模擬 體系 含極性物質(zhì) 不含極性物質(zhì) 全是真實組分 含虛擬組分 PR, LKPLOCK, PRBM, PKS, RKSBM及其衍生方程 CHAOSEA, GRAYSON, BK10 P 真空 BK10, IDEAL 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 模擬 體系 含極性物質(zhì) 不含極性物質(zhì) 不含電解質(zhì) 含電解質(zhì) PSRK, PR, RKS及其衍生方程 ELECNRTL, PITZER及其衍生方程 P1MPa P1MPa 有二元交互作用參數(shù) 無二元交互作用參數(shù) SRPOLAR, PRWS, RKSWS及其衍生方程 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 含極性 物質(zhì) 不含 電解質(zhì) 含電 解質(zhì) P1MPa P1MPa 無二元 交互作 用參數(shù) 液液 平衡 汽液 平衡 UNIFACLL 有汽相 締合 無汽相 締合 UNIFNTH, UNIFHOC UNIFAC 及其衍生方程 有二元 交互作 用參數(shù) 液液 平衡 汽液 平衡 NRTL, UNIQUAC 及其衍生方程 有汽相 締合 無汽相 締合 WILS, NRTL, UNIQUAC 及其衍生方程 六聚 二聚 WILSHF 含 HOC的衍生 活度系數(shù)方程 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 用軟件進行物料衡算與能量衡算的要點 若性質(zhì)方法選擇不當(dāng)，只要模擬過程收斂，即使結(jié)果不合理，軟件也不會提示出錯信息。針對不同的模擬體系，選擇合適的性質(zhì)方法用于模擬過程是獲得正確計算結(jié)果的前提。 7/40 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 用軟件進行物料衡算與能量衡算的要點 (1) 選擇合適的因次模板。 要 充分理解基本工藝路線，明確本流程的主干與枝干，選擇軟件中合適的模塊、或模塊組合構(gòu)成軟件模擬流程，以反映流程的模擬需求。根據(jù)工藝流程示意圖和化學(xué)反應(yīng)方程式，分析物流熱流經(jīng)過每一過程、每一設(shè)備在數(shù)量、組成、及物流熱流走向所發(fā)生的變化 。當(dāng)系統(tǒng)介質(zhì)為固體或液體時，一般以質(zhì)量為計算基準(zhǔn)，對氣體物料進行計算時，一般選體積作為計算基準(zhǔn)。溫度的因次可采用 “℃ ”或 “K”，壓力的因次可采用 “kPa”、 “atm” 或其它，壓力基準(zhǔn)可選用絕對壓力或表壓。” 連續(xù)流動系統(tǒng)的總能量衡算式是柏努利方程式，即： 在進行設(shè)備的能量衡算時，位能變化、動能變化、外功等項相對較小，可忽略不計，因此穩(wěn)流系統(tǒng)總能量衡算可簡化為熱量衡算 。 在化工過程中，能量衡算是根據(jù)能量守恒定律，利用能量傳遞和轉(zhuǎn)化的規(guī)則，以確定能量比例和能量轉(zhuǎn)變定量關(guān)系的過程。 物料衡算的結(jié)果也是能量衡算的依據(jù) ， 掌握物料帶入或帶出體系的能量多少，以計算化工過程需要提供或移除的熱量，控制能量的供給速率和放熱速率，進 —步算出物質(zhì)之間交換的熱量以及整個過程的熱量分布情況。 因此，物料衡算與能量衡算是進行化工工藝設(shè)計、過程經(jīng)濟評價、節(jié)能分析以及過程最優(yōu)化的基礎(chǔ)。能量衡算的理論依據(jù)是熱力學(xué)第一定律，即體系的能量總變化(ΔE)等于體系所吸收的熱減去環(huán)境對體系所做的功。 4/40 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 衡算的基本步驟 (1)收集數(shù)據(jù)資料。 物流量的計算基準(zhǔn)可選質(zhì)量基準(zhǔn)、摩爾基準(zhǔn)、體積基準(zhǔn)。 5/40 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 衡算的基本步驟 (3)確定化學(xué)反應(yīng)方程式。 (5)畫出工藝流程示意圖。 (7)校核計算結(jié)果。因次模板是 ASPEN PLUS軟件為不同工藝過程編制的因次集，分為普通模擬過程與石油加工過程兩大類，每大類又含有若干套，每套都包含英制與公制兩種因次集，如表 21。 幾乎所有的單元操作模型都需要熱力學(xué)性質(zhì)與傳遞性質(zhì)的計算 , 其中主要有逸度系數(shù)、相平衡常數(shù)、焓、熵、 Gibbs自由能、密度、粘度、導(dǎo)熱系數(shù)、擴散系數(shù)、表面張力等。 另一方面，即使性質(zhì)方法選擇正確，但使用不當(dāng)也會產(chǎn)生錯誤結(jié)果。 15/40 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 用軟件進行物料衡算與能量衡算的要點 (3)輸入組分的數(shù)量要完整。 對于含電解質(zhì)的過程，要考慮可能存在的離子反應(yīng)，借助于軟件中的電解質(zhì)向?qū)?，確認(rèn)體系中的真實組分、表觀組分、結(jié)晶化合物。 (5)了解軟件對物性術(shù)語的縮寫。 17/40 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 用軟件進行物料衡算與能量衡算的要點 (6)盡量使用軟件自帶的過程數(shù)據(jù)包。 對于電解質(zhì)過程，數(shù)據(jù)包文件中包含了體系中的全部分子組分與離子組分，各級電離過程的反應(yīng)方程式、化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)與各離子對的二元交互作用參數(shù)。當(dāng)一個模擬過程運算正常收斂后，軟件狀態(tài)欄上提示 “Results Available”，表示計算有了結(jié)果，這并不表示結(jié)果正確。 例 21. 混酸過程。 簡單物理過程 20/40 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 例 22. 蒸汽分配 。 混合過程 21/40 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 混合過程 例 。吸收劑水的流率 16 t/h， 20 ℃ ， 1 bar。 例 25. 廢熱鍋爐產(chǎn)汽量。 這些模塊代表了汽 （ 氣 ） 液兩相平衡計算 、 汽 液 液三相平衡計算 、 液 液兩相平衡計算 。 組分 Kmol/h 組分 Kmol/h H2 350 甲苯 107 甲醇 107 乙苯 141 H2O 491 苯乙烯 350 25/19 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 單級相平衡分離過程 例 27. 液液平衡計算。 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30％ 的硫酸鈉水溶液以 5000 kg/h流率在 50℃ 下進
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