aspen物料衡算與能量衡算(編輯修改稿)
2025-02-12 14:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 汽化熱。 求 1 kmol/h 的甲醇在 50℃ 、 bar下的汽化熱。 例 25. 廢熱鍋爐產(chǎn)汽量。 某化工廠計劃利用廢氣的廢熱生產(chǎn)水蒸汽，進入廢熱鍋爐的廢氣溫度為 450℃ ，出口廢氣的溫度為 260℃ ，進入鍋爐的水溫為 25℃ ，產(chǎn)生的飽和水蒸汽溫度為 ℃ ， MPa，試計算每 100 kmol的廢氣可產(chǎn)生的水蒸汽量？ 23/40 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 化工流程設(shè)計過程中常遇到的一些單元操作 ， 如閃蒸罐 、蒸發(fā)器 、 分液罐等 ， 可統(tǒng)一歸納為單級相平衡計算 。 這些計算包括汽 （ 氣 ） 液平衡計算 、 液液平衡計算 、 汽（ 氣 ） 液液三相平衡計算 、 液固平衡計算 、 氣固平衡計算等 . 對應(yīng)于 ASPEN PLUS 軟件中的 Flash Decanter、 Flashcrystallzer、 adsorber等計算模塊 。 點擊模型庫 “View∣ Model Library”中的 “Separator”標(biāo)簽 ，可顯示部分單級相平衡計算模塊 。 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 。 單級相平衡分離過程 24/40 單級相平衡分離過程 例 26. 汽液液三相平衡計算。 以甲苯和甲醇為原料 ， 合成苯乙烯 。 反應(yīng)器出口氣體混合物流率如表 ， 如果將該物料在 300 kPa降溫到 38℃ ， 問是否分相 ？ 若分相 ， 求各相的流率與組成 。 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。 以甲基異丁基酮 （ 分子式 C6H12O， 簡記 MIBK） 為萃取溶劑 ， 從含醋酸質(zhì)量分數(shù) 。 萃取溫度25℃ ， 進料量 13500 kg/h。 若要求萃余液中醋酸質(zhì)量分數(shù) ，問單級萃取時溶劑量為多少 ？ 例 28. 固液平衡計算。 質(zhì)量分數(shù)為 30％ 的硫酸鈉水溶液以 5000 kg/h流率在 50℃ 下進入冷卻型結(jié)晶器 。 求開始結(jié)晶的溫度 ？ 26/40 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 單級相平衡分離過程 例 29. 氣固平衡計算。 用 90℃ 熱空氣常壓下干燥含水 末 1000 kg/h， 濕粉末溫度 20℃ 。 要求粉末中水分含量降到 ， 求熱空氣需要量 。 27/40 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 單級相平衡分離過程 ASPEN plus 流程中 stream class的選擇方法？ CONVEN： The simulation does not involve solids, or the only solids are electrolytes salts. 不牽涉固體的模擬，或者唯一的固體是電解鹽類。一般情況下是選擇 CONVEN。 MIXNC： Nonconventional solids are present, but there is no particle size distribution. 有 Nonconventional固體存在，但是沒有粒子顆粒分布。 MIXCISLD： Conventional solids are present, but there is no particle size distribution. 有 Conventional固體存在，但是沒有粒子顆粒分布。 MIXCIPSD： Conventional solids are present, with a particle size distribution. 有 Conventional的固體存在，也有粒子顆粒分布。 28/40 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 單級相平衡分離過程 ASPEN plus 流程中 stream class的選擇方法？ MIXCINC： Both conventional and nonconventional solids are present, but there is no particle size distribution. Conventional和 nonconventional固體同時存在，但是沒有粒子顆粒分布。 MIXNCPSD： Nonconventional solids are present, with a particle size istribution. 有 Nonconventional固體存在，帶有粒子顆粒分布。 全部單元操作模型 (除萃取之外 )都可以處理帶有固體的substreams。 29/40 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 非平衡級分離過程 對于某些分離過程，其分離效率已知或其分離機理不明但結(jié)果已知，不能用平衡級模型計算時，可以用非平衡級模型“Sep”模塊來代替嚴格分離模型進行計算，同時可以節(jié)省計算時間。 例 210. 固液非平衡分離。 用氫氧化鈣與水混合制備堿性水用于酸性氣的吸收。已知氫氧化鈣用量 10 kmol/h，水量 300 kmol/h，常壓混合，溫度20℃ 。石灰乳用過濾器除去固體顆粒，設(shè)過濾器固體顆粒截留率 ，求制備堿性水的流率與組成。 30/40 機械分離過程 機械分離過程的分離對象是由兩相以上所組成的非均相混合物，目的是簡單地將各相加以分離，其特征是在分離過程中各相之間無質(zhì)量傳遞現(xiàn)象。機械分離操作包括過濾、沉降、離心分離、旋風(fēng)分離、旋液分離和靜電除塵等。 例 211. 固液機械分離。 用氫氧化鈣與水混合制備堿性水用于酸性氣的吸收。已知氫氧化鈣用量 10 kmol/h，水量 300 kmol/h，常壓混合，溫度 20℃ 。石灰乳中固體顆粒的粒徑分布見附表。若用旋液分離器除去固體顆粒，要求旋液分離器固體顆粒截留率 ，求 : (1)旋液分離器堿性水和含渣水的流率與組成 。 (2) 旋液分離器尺寸。 31/19 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 設(shè)備組合過程 由兩個或以上化工單元組合而成的工藝流程稱為復(fù)雜操作流程 ， 實際化工生產(chǎn)裝置都是程度不等的復(fù)雜操作流程 。 同類設(shè)備的組合 在化工流程中 ， 由相同設(shè)備的組合構(gòu)成一整套工藝流程的例子不勝枚舉 ， 這些外觀相同的設(shè)備在化工流程中分別承擔(dān)著不同的功能 。 例如 ， 原油的加工過程 ， 幾乎完全由精餾塔組成 ， 每座塔均承擔(dān)一種或數(shù)種油品的分離任務(wù) 。 又如吸收系統(tǒng)的吸收塔和解吸塔 ， 都為塔設(shè)備 ， 但在流程中起著吸收與解吸這樣功能完全相反的作用 。 多個全混流反應(yīng)器的串聯(lián) ， 物料可以形成連續(xù)流動 ， 可以認為形成活塞流 ， 停留時間可有效控制 。 由多個蒸發(fā)器構(gòu)成的多效蒸發(fā) ， 由多座精餾塔構(gòu)成的多效精餾 ， 可以大大節(jié)省能量 。 32/40 南京工業(yè)大學(xué) 包宗宏 同類設(shè)備的組合 例 212. 萃取精餾與溶劑再生。 以苯酚為萃取溶劑，用萃取精餾方法分離等摩爾甲苯、正庚烷的混合物。 規(guī)定萃取精餾塔塔板
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