物料衡算與熱量衡算培訓課件(ppt44頁)(編輯修改稿)
2025-03-28 14:12 本頁面
【文章內容簡介】 3 0 ＋ 3 11 4 5 0 ＋ 2 廢 料 E % HAC H2O H2SO4 HAC 24% 循環(huán)流 HAC 60% H2O 40% E % H2O % 混合器 2 E % H2O % E 7% HAC H2O H2SO4 進 料 HAC 30％ H2O % H2SO4 % 混合器 1 E 99% H2O 1％ 產品流 HAC 99% H2O 1% 萃 取 塔 溶 劑 回 收 塔 產 品 精 餾 塔 溶 劑 提 餾 塔 1（ 3） 2（ 3） 3（ 3） 11（ 2） 10（ 2） 8（ 2） 5（ 2） 4（ 4） 6（ 2） 7（ 2） 9（ 4） 12（ 2） （ 3）溶劑回收塔及產品精餾塔的自由度分析 溶劑 回收塔 產品精餾塔 變量總數(shù) MB衡算方程數(shù) 已知變量數(shù) 附加關系式數(shù) 自由度 7 3 3 0 ＋ 1 6 2 2 1 ＋ 1 廢 料 E % HAC H2O H2SO4 HAC 24% 循環(huán)流 HAC 60% H2O 40% E % H2O % 混合器 2 E % H2O % E 7% HAC H2O H2SO4 進 料 HAC 30％ H2O % H2SO4 % 混合器 1 E 99% H2O 1％ 產品流 HAC 99% H2O 1% 萃 取 塔 溶 劑 回 收 塔 產 品 精 餾 塔 溶 劑 提 餾 塔 1（ 3） 2（ 3） 3（ 3） 11（ 2） 10（ 2） 8（ 2） 5（ 2） 4（ 4） 6（ 2） 7（ 2） 9（ 4） 12（ 2） （ 4）混合器 2及過程的自由度分析 混合器 2 自由度 附加關系式數(shù) 10 已知變量數(shù) MB衡算方程數(shù) 31 變量總數(shù) 過程 8 2 3 0 ＋ 3 廢 料 E % HAC H2O H2SO4 HAC 24% 循環(huán)流 HAC 60% H2O 40% E % H2O % 混合器 2 E % H2O % E 7% HAC H2O H2SO4 進 料 HAC 30％ H2O % H2SO4 % 混合器 1 E 99% H2O 1％ 產品流 HAC 99% H2O 1% 萃 取 塔 溶 劑 回 收 塔 產 品 精 餾 塔 溶 劑 提 餾 塔 1（ 3） 2（ 3） 3（ 3） 11（ 2） 10（ 2） 8（ 2） 5（ 2） 4（ 4） 6（ 2） 7（ 2） 9（ 4） 12（ 2） （ 5）整體與過程自由度分析之間的區(qū)別 ● 整體 ：又稱 “總體 ”，意指只考慮進出系統(tǒng)的流股，不考慮流程內部的中間流股。 “Overall Balance”，簡稱 “OB”。 ● 過程 ：與整體的區(qū)別在于，過程不僅包括進出系統(tǒng)的流股，還要包括流程的所有中間流股。 流程自由度分析結果一覽表 混合 器 1 萃取塔 溶劑 回收塔 產品 精餾塔 混合 器 2 溶劑 提留塔 過程 OB （整體） 變量總數(shù) MB衡算方程數(shù) 已知變量數(shù) 附加關系式數(shù) 原自由度 8 3 2 1 +2 12 4 2 0 +6 7 3 3 0 +1 6 2 2 1 +1 8 2 3 0 +3 10 4 3 0 +3 31 18 10 2 +1 11 4 5 0 +2 一個正確（設計條件給得恰好）的化工流程，其“過程”一欄中的自由度必須是 0，而且其它單元（包括虛擬的 OB）的自由度必須都 ≧ 0。 而且整體只是一個虛擬的單元，看一個化工流程設計條件給得正確與否，不能只看整體的自由度分析結果，而應該看過程的自由度分析結果。 要特別注意過程自由度分析時， MB方程的加和性 、 附加關系式的加和性 。 去流程圖 本例題的過程自由度為＋ 1，那么肯定不能通過 MB計算確定流程中所有流股變量的唯一解。 問題：這個例題是不是出錯了？ 全部流程設計條件中，已知的流股變量中，只有 組成變量 ，而沒有一個流量變量 已知。也就是說，該流程所有設計已知數(shù)據只有 “強度”性質 的數(shù)據，而沒有一個 “容量”性質 的數(shù)據已知。 在這種情況下，該流程設計條件很有可能是所謂的“ 彈性設計 ”。 回流程圖 針對彈性設計流程的自由度分析時應該注意： 流程是否是彈性設計？ 一個流程是彈性設計，必需同時滿足以下二個條件： （ 1）、流程過程自由度必需是＋ 1； （ 2）、流程的已知流股變量全部是強度性質（沒有一個流量變量已知）。 針對彈性設計，做衡算計算時，就要假設一個流股的流量已知，將某一個流股的流量賦一個值，這個流股的假設流量就稱為彈性設計流程的 計算基準 。 計算基礎的挑選原則： （ 1）、放在自由度最小的單元上； （ 2）、附帶再考慮計算基準對相鄰單元的影響。 針對本例題，計算基準選誰（假設哪個流股的流量值）？ 去自由度表 流程自由度分析表（假設 F10已知） +2 +1 +3 +3 +1 +1 +6 +1 自由度 計算基準 ＋ 2 0 ＋ 3 ＋ 3 0 0 ＋ 6 ＋ 1 新自由度 0 2 0 0 1 0 0 1 附加關系式數(shù) 5 10 3 3 2 3 2 2 已知變量數(shù) 4 18 4 2 2 3 4 3 MB衡算方程數(shù)
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