闪蒸过程计算

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闪蒸干燥机析工艺计算及优缺点

闪蒸干燥机的工艺计算及优缺点闪蒸干燥机工艺计算：1干燥能力：G2= G1 (1-ω1)/（ 1-ω2)式中G2——干燥物料产量，kg／h；G1——湿物料的处理量，kg／h；ω1——湿物料的湿基含水量，kg／kg；ω2———出干燥器物料的湿基含水量，kg／kg。

2水分蒸发量：W= GC(X1- X2 )=L(Y1 –Y2)式中 W一水分蒸发量，kg／h；GC一绝干物料质量流量，kg／h；X1一进干燥器物料的干基含水量，kg／kg；X2一出干燥器物料的干基含水量，kg／kg；Y1一进干燥器空气的湿度，kg水／kg干空气；Y2一出干燥器空气的湿度，kg水／kg干空气；L一绝干空气流量，kg／h。

闪蒸干燥机特点：1.多种加料装置供选择，加料连续稳定，过程中间不会产生架桥现象。

2.闪蒸干燥机底部设置特殊的冷却装置，避免了物料在底部高温区产生变质现象。

3. 特殊的气压密封装置和轴承冷却装置，有效延长传动部分的使用寿命。

4. 特殊的分风装置，降低了设备阻力，并有效提供了干燥器的处理风量。

5.闪蒸干燥机的干燥室装有分级环及旋流片，物料细度和终水份可调。

（如碳酸钙终水份可调节器至≤0.1%）6. 相对其它干燥方法而言，可有效增加物料比重。

7.干燥室内周向气速高，物料停留时间短，有效防止物料粘壁及热敏性物料变质现象，达到高效、快速、小设备、大生产。

闪蒸干燥机的缺点：1、闪蒸干燥机属于气流型干燥，能耗高。

2、由于物料在干燥机中高速运动，对设备磨损严重，降低设备寿命。

3、后期处理（除尘），和前期风机的设备投资大。

闪蒸干燥机的优点1、闪蒸干燥机有特殊的分风装置，降低了设备阻力，并有效提供了干燥器的处理风量。

2、还有特殊的气压密封装置和轴承冷却装置，有效延长传动部分的使用寿命。

3、闪蒸干燥机的干燥室内周向气速高，物料停留时间短，有效防止物料粘壁及热敏性物料变质现象，达到高效、快速、小设备、大生产。

4、闪蒸干燥机相对其它干燥方法而言，可有效增加物料比重。

闪蒸过程计算课件

随着计算机技术和人工智能的不断发展，闪蒸过程计算技术将更加智能化和自动化。
闪蒸过程计算技术将与工业互联网、大数据等技术相结合，实现更加精细化的生产控制和管理。
技术发展展望
未来，闪蒸过程计算技术将更加注重基础理论研究，推动技术的创新和发展。
未来，闪蒸过程计算技术将更加注重与实际生产相结合，提高生产效率和经济效益。
模型验证
实验数据采集
通过实验手段获取实际闪蒸过程的各项数据，用于验证模型的准
确性。
模型验证方法
选择合适的验证方法，如对比法、回归分析法等，对模型进行验证。
结果评估
对比模型计算结果与实验数据，评估模型的准确性和可靠性。
04
闪蒸过程计算实例
实例一：简单闪蒸罐的计算
总结词
单级闪蒸的计算
详细描述
闪蒸过程计算课件
目录
• 闪蒸过程简介 • 闪蒸过程计算基础 • 闪蒸过程计算模型 • 闪蒸过程计算实例 • 闪蒸过程计算软件介绍 • 闪蒸过程计算的发展趋势与展望
01
闪蒸过程简介
闪蒸过程的定义
• 闪蒸过程的定义：闪蒸过程是指高温高压的水在瞬间减压至常压或较低压力时，部分水蒸气闪蒸成气体的过程。
实时数据采集
软件能够实时采集现场数据，包括温度、压力、流量等参数，确保数据的准确性和实时性。
计算模型
软件内置多种计算模型，如闪蒸计算模型、热力学计算模型等，可根据实际需求选择合适的模型进行计算。
数据处理与可视化
报告生成
软件能够对采集的数据进行实时处理，并以图表、曲线等形式展示数据，便于用户分析和理解。
02
闪蒸过程计算基础
热力学基础
01

3-2 闪蒸计算

2014/5/30
3 闪蒸分离模拟
1 第1页
ASPEN Plus单元操作模型
按照用途分为
混合器/分流器（mixer/splitter）分离器(separators) 换热器(heat exchangers）塔(columns) 反应器(reactor) 压力变换器(pressure changers) 控制器(Manipulators）固体(solids) 用户模型(user models)及泄压（pres relief）
闪蒸分离模拟例题2
6 进入BLOCK设置
完成Specification设置后在Entrainment中设置
第29页
第30页
5
闪蒸分离模拟例题2
7 计算结果
2014/5/30
Flash习题1
• 图中所示混合物被部分冷凝并分离为两相V和 L。分别计算V和L的量（摩尔）及摩尔组成。 (采用PENG-R方程计算热力学性质)
第31页
苯环己烷
第32页
Flash习题2
• 图示为一精馏塔的塔顶采出系统。精馏塔总的采出组成如图所示，其中10mol%以气相形式采出。若回流罐的温度为100℉，试计算回流罐压力。
气态馏出物
总馏出物组分的摩尔分数
液态馏出物
第33页
Flash习题3
• 150kmol/h的饱和液相流股在758kPa下自精馏塔第一块
第45页
第46页
例题3 绘制闪蒸的热力学曲线
X,Y被赋值后，在PLOT下拉菜单中选择Display Plot，绘制气相分率随温度变化的曲线图。
例题3 绘制闪蒸的热力学曲线
第47页
第48页
8
2014/5/30

lng闪蒸量计算

lng闪蒸量计算
"LNG闪蒸量"是液化天然气（LNG）在一定条件下发生的液化气体的蒸发量，通常是在储存或输送LNG的过程中考虑的参数之一。

计算LNG闪蒸量需要考虑温度、压力等因素，可以使用一些基本的物性和热力学公式。

下面是简化的计算LNG闪蒸量的步骤：
1.计算初始液相体积：确定初始的LNG液相体积（V_initial）。

2.确定储存或输送过程中的温度和压力：确定在储存或输送LNG的过程中的温度（T）和压力（P）。

3.使用物性数据计算饱和蒸汽压：利用LNG的物性数据，如饱和蒸汽压的相关数据，计算在给定温度下LNG的饱和蒸汽压。

4.根据蒸汽压计算蒸发量：使用饱和蒸汽压等数据，可以利用相应的热力学公式计算LNG在给定条件下的闪蒸量。

请注意，具体的计算需要考虑到LNG的具体物性，以及在实际运输和储存中可能存在的各种因素。

理论上，闪蒸量的计算可能涉及到热力学方程、物性数据以及具体系统的工程参数。

在实际应用中，可能需要借助专业软件或者实验数据来进行更准确的计算。

蒸馏水闪蒸罐计算

如果0.1*D<150,则 HG=150+1.2*D,否则HG=1.3*D HL+HG
175.25
178.73 1250 0.05050864 0.3533
0.0352 0.0352 0.4237
蒸馏水泵 NPSH=1.8m
18 分离器的计算直径 D mm
(V/(3600*0.785*u))^0.5*1000
19 分离器的选取直径 D' mm
自定义
20 蒸汽实际上升速度
ua m/s
V/(3600*0.785*(D/1000)^2)
数值
备注
20
4.174
68.89
51.67
987.3
2377.8586 51.67
55
2369.8
序号描述
符号单位
计算公式或图表
1 物料量
M kg/H
已知
2 物料比热
Cp KJ/(0C Kg) 已知
3 物料初始温度
t0 0C
已知
4 物料最终温度
t1 0C
已知
5 物料的密度
ρL Kg/m3
已知
Байду номын сангаас
6 二次蒸汽冷凝潜热 r KJ/Kg
r"+((r'-r")/(T'-T"))*(T-T")
7 二次蒸汽温度
50
2381.9
0.60454629
0.09017035
0.1044681 0.083 6.70
5.36 21.04 600.00 355.6 0.01
21 分离器的液体高度 HL mm
VL*t/(47.1*D'^2)

闪蒸过程的计算-分离工程

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：
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
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
14、曾健，胡文励，一种新的泡点计算方法，天然气化工，1995，（1）：52
15、曾健，胡文励，露点计算的一种改进[J]. 天然气化工(C1化学与化工),1999,(5)
16、汪萍，项曙光，一种改进的泡露点计算方法.化工时刊, 2004年 05期
17、李谦,魏奇业,华贲，基于神经网络的多组分混合物泡露点.计算机及应用.化学工程 ,2004,

分离过程-闪蒸

FLGC
= 结束
判断 H ? 0
返回重设 t F 调节
由于 t1 p1 zi H 设t F
M 1
平衡后汽化

v、xi、yi
NO
yes
zi ( K i 1)v 1 ( K i 1) zi ( K i 1)v 1

M M 结束 H1M = ? HF HF H V 、H L
4.计算V，L
V F 510km ol L F V 490km ol
5.核实 yi 1.0008
xi 0.999 正确( P T K图误差）
二、汽液平衡常数与组成有关的闪蒸计算
对
, xi , yi
分层迭代：开始给定F，z，p，T 估计初值x，y 由(2—80),(2— 81) 计算x，y 比较 x，y的估计值和计算值
判断相态
FLGC
( 第8讲 )
部分气化计算框图
第4周第1次课2007年10月15日
FLGC
2.3.2 绝热闪蒸过程(等焓节流)
闪蒸是一种连续、稳态的单级蒸馏操作，又该过程是在绝热情况下进行的，则称为绝热闪蒸，又称为等焓节流过程。节流后生成的气液两相在分离器内达到平衡状态。如下图示：
zi
求 , xi , yi
x
i
1
N
Y
结束
（2）已知
zi， , t (或p),求p(或t ), xi , yi zi Y 由t，p(设） Ki xi 1 结束
v(e) 调整p
N
调整
2.Rachford—Rice方程用于电算由(2-80),(2-81）：
( K i 1) Z i yi xi 1 ( K 1) 0 (2 86) i 用于牛顿迭代： ( K i 1) Z i f ( ) 0 i 1 1 ( K i 1)

3 闪蒸计算

第6页
例题3-1 通过闪蒸模块求泡露点
• 1）添加组分 • 2）选择热力学模型（Peng-Rob）
第7页
例题 3-1 通过闪蒸模块求泡露点
• 3）绘制模拟流程图（Separators/Flash2）
第8页
例题3-1 通过闪蒸模块求泡露点
• 4）定义进料流股
第9页
例题3-1 通过闪蒸模块求泡露点
点击Temperature单元格，数据被选中，
第19页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
在Plot的下拉菜单中单击X-axis Variable,则Temper ature 数据被赋给X作为自变量。
第20页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
同理，点击vapor fraoction单元格，数据被选中在Plot的下拉菜单中单击Y-axis Variable,则vapor fraoction数据被赋给Y作为因变量。
第13页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
法2 可通过热力学曲线选项在databrowser/blocks/闪蒸罐单元/Hcurves
第14页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
法2 可通过热力学曲线选项在databrowser/blocks/闪蒸罐单元/Hcurves
第15页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
法2 可通过热力学曲线选项在databrowser/blocks/闪蒸罐单元/Hcurves
第16页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
法2 可通过热力学曲线选项在databrowser/blocks/闪蒸罐单元/Hcurves
第17页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
第18页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线

2-2 闪蒸计算

Feed
FEED
Flash2 Model
LIQ1
P = 1 atm
T = 1000 F Heater P = 550 psi Model 氢气: 405 lbmol/hr 甲烷: 95 lbmol/hr 苯 : 95 lbmol/hr 甲苯: 5 lbmol/hr
Q=0 FL2 Flash2
Model
第11页
【例1】-- 输入化学组分信息-组分添加步骤
1) Components /specifications 2) Find 3) 依提示输入组分 4) 以“苯”为例氢气: 405 lbmol/hr 甲烷: 95 lbmol/hr 苯 : 95 lbmol/hr 甲苯: 5 lbmol/hr
第19页
【例1】-- 运行模拟过程
第20页
【例1】-- 运行模拟过程—换热器的热负荷
第21页
【例1】-- 运行模拟过程-闪蒸器2的温度
第22页
闪蒸模拟练习例题2
已知一进料，温度为400oF，压力为21psi，组成为氢气（30.0lbmol/h），氮气（1 5.0lbmol/h ）、甲烷（43.0lbmol/h ）、环己烷（144.2lbmol/h ）、苯（0.2lbmol/h ）。在闪蒸器中进行分离。闪蒸器在120 oF下操作，压力降为0，分离后气相中夹带的液相分率为0.012.请确定气相的组成和流率。 • 物性方法用RK-SOAVE
第 2页
Aspen中的单元操作模型 -- Separators
分离器(Separators)又分为
• Flash（闪蒸罐）
• Decanter（液-液倾析器） • Sep（组分分离器）
第 3页
Aspen中的单元操作模型 -- Separators

多级闪蒸热力学计算

多级闪蒸热力学计算多级闪蒸热力学计算是一种常用的热力学计算方法，广泛应用于工业生产和热能利用领域。

本文将介绍多级闪蒸热力学计算的原理、方法和应用。

多级闪蒸是指在连续的闪蒸过程中，将高压液体通过多级减压，从而实现液体的闪蒸和汽液分离。

多级闪蒸的目的是利用多个级数的减压，使闪蒸过程中的能量损失最小化，提高蒸汽的干度和回收液体的热能。

多级闪蒸热力学计算的核心是通过热力学参数的计算和分析，确定闪蒸过程中的各级压力、温度和流量等关键参数。

这些参数的准确计算对于多级闪蒸的设计和优化至关重要。

多级闪蒸热力学计算的步骤如下：第一步是确定闪蒸过程中的初始条件，包括进料温度、压力和流量等。

这些参数将影响到后续的计算结果。

第二步是通过热力学软件或手动计算，确定各级闪蒸器的蒸汽量、回收液体流量和温度等参数。

这些参数通常通过热力学方程和实验数据进行计算和验证。

第三步是根据闪蒸过程中的能量守恒原理，计算各级闪蒸器的热损失和能量回收情况。

热损失的计算可以通过闪蒸器的热平衡方程和传热原理进行推导和计算。

第四步是根据计算结果，对多级闪蒸系统进行优化设计。

优化的目标是使闪蒸过程中的能量损失最小化，提高蒸汽的干度和回收液体的热能。

多级闪蒸热力学计算的应用非常广泛。

在石油化工行业中，多级闪蒸常用于原油蒸馏和石化过程中的热能回收。

在电力工业中，多级闪蒸则常用于汽轮机的凝汽系统中，以提高发电效率。

此外，多级闪蒸还广泛应用于食品、制药等行业中的热能利用和回收过程中。

多级闪蒸热力学计算是一种重要的热力学计算方法，可以帮助工程师和研究人员优化设计和改进热能系统。

通过准确计算和分析，可以最大限度地提高能源利用效率，实现可持续发展的目标。

多级闪蒸热力学计算的研究和应用将在未来的工程领域中发挥越来越重要的作用。

闪蒸过程的计算

第三节闪蒸过程的计算2.3 等温闪蒸和部分冷凝过程流程示意图：闪蒸过程的计算方程（MESH ） ⑴物料衡算----M 方程： C 个⑵相平衡--------E 方程： C 个⑶摩尔分率加和式---S 方程： 2个⑷热量平衡式-------H 方程： 1个变量数：3C+8个 (F, F T ,F P ,T,P,V ,L,Q,i i i x y z ,,)方程总数：2C+3个需规定变量数：C+5个其中进料变量数：C+3个（F, F T ,F P ,i z ）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：11=∑=Ci ix11=∑=Ci iy,...C,i Vy Lx Fz i i i 21 =+=Ci x K y i i i ,...2,1 ==LV F LH VH Q FH +=+表2-4闪蒸计算类型2.3.1 等温闪蒸规定：p 、T计算：Q, V , L,i i x y ,一、汽液平衡常数与组成无关 ()P T f K i ,=已知闪蒸温度和压力，i K 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： 1. 输出变量求解将E---方程：代入M —方程：消去i y ，得到：将L=F-V 代入上式：汽化率代入（2-66）式，得到：Ci VK V F Fz x iii ,...2,1 =+-=(2-66))1(1-+=i ii K z x ψ（2-67） Ci x K y i i i ,...2,1 ==,...C ,i Vy Lx Fz i i i 21 =+=C i x VK Lx Fz i i i i ,...2,1 =+=FV /=ψ将（2-67）和（2-68）式代入S---方程，得到：两式相减，得：0)1(1)1()(=-+-=∑i ii K z K f ψψ--------------------------闪蒸方程0)1(1)1()(=-+-=∑i ii K z K f ψψ （2-71）)1(1-+=i ii K z x ψ i i i x K y = F=V+L L V F LH VH Q FH +=+通过闪蒸方程（2-71）求出汽化率ψ后，由（2-67）和（2-68）式可分别求出i i y x 和，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汽化率ψ的迭代：设ψ初值，计算:)(ψf可采用Newton-Raphson 法迭代ψ：（2-68）)1(1-+==i ii i i i K z K x K y ψ1)1(11=-+∑=Ci i iK z ψ（2-69）（2-70）1)1(11=-+∑=Ci i ii K z K ψ0)1(1)1()(1=-+-=∑=Ci i ii K z K f ψψ（2-71）2. Q 的计算L V F LH VH Q FH +=+Q-----吸热为正，移热为负H-----混合物的摩尔焓对于理想混合：3. 判断闪蒸过程是否可行的方法方法一：已知T 、P对i Z 进行泡点计算：∑==-=Ci i i B Z K T f 101)( 试差泡点B T对i Z 进行露点计算：∑=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-=Ci i i D K Z T f 101)( 试差露点D T 判断：若D B T T T 闪蒸问题成立方法二：对i Z 在T 、P 下进行露点计算：对i Z 在T 、P 下进行泡点计算：—i Ci P T Li iL Ci P T Vi iV H Hx H Hy H ∑∑====1),(1),(纯组分摩尔焓判断：若同时成立，闪蒸问题有解闪蒸过程计算框图：开始打印 BD BT T T T --=ψ输入T,P,F,Z ()()∑-+-=)1(11i i i k k Z f ψψ计算计算泡点B T []打印，结束−→−<YF εψ)(计算露点D T []22)1(1)1()('-+-∑-=i i i k k Z f ψψ)(')(1ψψψψf f k k -=+汽液平衡常数与组成有关的闪蒸计算对i i y x ,,ψ分层迭代：开始给定F,Z,P,T估计初值x,y ψ计算()i i i i y x P T k K ,,,=),(p T F k i =打印过冷液体−→−>YB T T 过热蒸汽−→−<YD T T 由（2-67），（2-68）计算x,y 归一化i i y x ,比较：估计和归一化值比较：k k ψψ和)1(+如果不直接迭代，重新估计x,y 值由Rachford-Rice 方程迭代()1+k ψ思考题1、相平衡关系可用几种方法来表达。

闪蒸过程计算范文

闪蒸过程计算范文闪蒸过程是一种常见的汽化方式，其原理是通过降低液体的压力，使其在常温下迅速汽化。

闪蒸过程通常用于蒸发器、炉窑等设备中，可以通过瞬间释放液体中的挥发性成分，以提高产品的质量和产量。

下面将详细介绍闪蒸过程的计算方法。

在闪蒸过程中，液体从高压状态变成低压状态，即蒸发而不烧开。

首先，我们需要确定液体的性质，包括饱和蒸汽压、饱和温度等参数。

这些参数可以通过查阅相关的物性数据手册或者进行实验测定获得。

闪蒸过程的计算通常可以分为以下几个步骤：1.确定闪蒸前的液体状态：计算液体的焓和焓差。

液体的焓可以通过查表或者使用热力学软件计算得到。

焓差可以通过闪蒸前和闪蒸后的饱和蒸汽压和温度的差值计算得到。

2.确定闪蒸后的蒸汽质量：根据闪蒸前的液体状态和闪蒸后的压力条件，使用蒸汽表或者蒸发焓公式计算得到闪蒸后的蒸汽的温度和质量。

蒸汽质量也可以通过查表或者使用计算软件进行计算。

3.确定闪蒸过程中的液体和蒸汽的流量：根据设备的流量要求和液体的属性，可以通过质量守恒方程和能量守恒方程计算得到闪蒸过程中的液体流量和蒸汽流量。

液体流量可以通过闪蒸后的液体密度和闪蒸后的液体速度计算得到。

蒸汽流量可以通过闪蒸后的蒸汽密度和蒸汽速度计算得到。

4.确定闪蒸后的冷却效果：闪蒸后生成的蒸汽需要通过冷凝器进行冷却处理。

冷却效果取决于冷凝器的设计参数和冷却介质的属性。

可以通过热传导原理进行计算，确定冷却传热的速率和效果。

5.对闪蒸过程进行总体性能评估：可以通过计算液体和蒸汽的能量平衡，计算设备的热效率和质量效率，并分析各种因素对闪蒸过程的影响。

需要注意的是，闪蒸过程中液体的压力骤降会引起液体的蒸发，液体的温度也会随之降低。

在实际操作中，需要考虑设备的材料和结构强度，避免由于压力骤降引起的瞬间膨胀和爆炸事故的发生。

此外，在进行闪蒸过程计算时，还需要考虑实际操作中的一些细节，如设备的压力损失、管道的阻力、流体的黏性等因素。

这些因素会对闪蒸过程的计算结果产生一定的影响，因此在实际操作中需要进行精确的计算和合理的安全考虑。

闪蒸过程的数学模型与控制过程仿真

Simulink中建立控制模块
5.3 闪蒸控制系统的PID参数整定
• PID（比例、积分、微分）控制器具有简单的控制结构，在实际应用中又较易于整定，因此在工业控制中有着最广泛的应用。理想PID控制器的传递函数为
1 GC ( s) K p (1 Td s) Ti s
在Simulink中PID控制器采用封装形式，其内部结构如图所示
表3-1 闪蒸计算类型
规定变量 p,T p,Q=0 p,Q≠0 p,L(或ψ ) p(或T),V(或ψ )
闪蒸形式等温绝热非绝热部分冷凝部分汽化
输出变量 Q, V, L, yi, xi T, V, L, yi, xi T, V, L, yi, xi Q, T, V, yi, xi Q, T(或p), L, yi, xi
汽化率目标式迭代方程为1111niiiikzfeke??????迭代方程为1kkkkfeeefe???其中221111niikiikzfeke???????在进行闪蒸计算前应首先判断进料混合物在指定的温度和压力下是否处于两相区判据如下1?????泡点111niiikz????????????两相区过热蒸汽11niz????????露点两相区111iiik????????????两相区过热蒸汽温度计算式1vlfgtehehh????利用牛顿迭代公式得到t的迭代公式为1kkkkftttft???1ftcp其中1pvlftecep???绝热闪蒸的计算过程如图给定fztip假设初值t0e0求出平衡常数ki过冷液体e0xizino11
气相 V,y,T
液相 L,x,T
3.2 平衡闪蒸过程方程
• (1)闪蒸过程总质量平
F L V
(2)各组分的质量平衡
(1个)

lesson 5第二章闪蒸计算

简化计算步骤，方程变形： E方程代入M方程，消去yi ,将L=F-V带入，并设V/F=ψ，则有：
xi
结合S方程有：
zi Ki zi ； yi 1 Ki 1 1 Ki 1
（1）
zi Ki zi =1.0 ； 1.0 1 Ki 1 1 Ki 1

T T dG T dT （5）热量恒算求ψ时的迭代公式：
k 1 K
G T VHV LH L FH F 或 G T HV 1 H L H F G T
K k
K
G HV 1 H L H F 直接迭代法
c V 2 y B B p ln i j ij j 1 RT
3
2.5 闪蒸计算
求解方程组 1、M-物料恒算： Fzi =Lxi + V yi 2、E-相平衡方程： yi =Ki xi 3、S-归一方程： ∑xi =1 ；∑yi =1 4、H-热量恒算： FHF + Q = VHV + LHL 简称MEHS方程组其中 Ki =K(xi ,yi ,p,T) HF =HF (zi ,pF ,TF) HV =HV (yi ,p ,T) HL =HL (xi ,p ,T)
（2）
8
2.5.1等温闪蒸计算
M-eq. Fzi =Lxi + V yi E-eq. yi =Ki xi S-eq. ∑xi =1 ；∑yi =1 MEHS方程组的求解 H-eq. FHF + Q = VHV + LHL
假定一ψ值，就可用（1）式求出xi 、yi ，用（2）式作判别，但当组分数大于3时，收敛不佳，因此将（2）变化为通用的闪蒸方程式： K 1 z

4.闪蒸计算

7
精馏
闪蒸计算
开始输入T，P，F，Z 计算泡点Tb Tb>T?
F
等温闪蒸计算框图
G (e) =
r +1
∑
r
( K i − 1) z i ( K i − 1) e + 1
T低于泡点温度
e
Gr =e − G ′( r )
= −∑
i c
计算露点Td T高于露点温度
2
G′
(r )
zi ( K i − 1) 2 ⎡( K i − 1) e + 1⎤ ⎣ ⎦
r
Td<T?
e =(T −T )/(Td −T ) b b
F
计算xi，yi并归一（2-97，98）计算Ki (2-85) 计算G (2-99)
G < ε ?(ε = 0.001)
T
切线法求e (2-100,101)
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8
结束
精馏
闪蒸计算
( Ki − 1) zi G(e) = ∑ ( yi − xi ) = ∑ ( Ki − 1)e + 1
(1) e = 0.5
T − Tb (2) e = Td − TB
5
精馏
闪蒸计算
闪蒸计算能否成立的判断
所设温度必须满足：温度 ∑zi／Ki＞1 和 ∑zi×Ki＞1 若∑zi／Ki≤1 所指定的温度高于露点温度；若∑zi×Ki≤1 所指定的温度低于泡点温度。则所指定的温度下不可能实现闪蒸。
6
T、P 已知: z , F ⎯⎯⎯ x , y , L,V →
2
精馏
闪蒸计算
1）基本方程相平衡关系组分物料衡算归一方程相平衡常数式 2）变量分析变量数： F,V,L,T,P,xi,yi,zi,Ki 方程数：一般取（4C+5）（3C+3）自由度=变量数-方程数= C+2 F, T, P, zi (i=1,…,C-1)

闪蒸过程计算

闪蒸形式等温绝热非绝热
部分冷凝部分汽化
输出变量 Q, V, L, yi, xi T, V, L, yi, xi T, V, L, yi, xi Q, T, V, yi, xi Q, T(或p), L, yi, xi
闪蒸计算类型的异同点
相同点：
都是气化过程，说明可按气化公式计算
气液两相平衡
相当于一块理论板
i 1
露点验证：
4 zi 0.0 80.2 20.5 30.1 71.3＞ 017
i 1K i 4.8 1.960.8 0.33
可见两者都大于1，说明料液的泡点Tb<82.5℃，露点Td>82.5 ℃，因此在给定温度和压力下，料液将分成汽、液两相，属于闪蒸计算
问题。
③ 迭代计算料液的汽化率ψ ：先设定一个ψ值，代入下式分别计算出ｆ和ｆ’
在混合物的T-X相图上，闪蒸的状态位于混合物的泡点线和露点线之间。
通过闪蒸过程可以使易挥发组分在汽相中的浓度提高、难挥发组分在液相中的浓度相应提高，从而达到分离提浓的目的。
除非混合物的相对挥发度很大，闪蒸过程获得的分离程度不高，因此，在工业生产实践中，闪蒸通常是作为进一步分离的辅助操作。
宽沸程绝热闪蒸过程计算
所谓宽沸程混合物指的是构成混合物各组分的挥发度相差悬殊，其中一些很容易挥发，而另一些很难挥发，它的特点就是离开闪蒸罐时各相的量几乎完全决定于相平衡常数。
对这类体系，在很宽的温度范围内，易挥发组分主
要集中在汽相中，而液相中则主要集中了难挥发组分。进
料焓值的增加将使温度提高，但是对汽液两相的流率的影
宽沸程绝热闪蒸过程计算框图
选择T初值
选择ψ初值
计算函数 f(ψ)

2 相平衡(总结)

2.3 闪蒸过程的计算热量平衡方程(2-65)1个；闪蒸过程计算方程：Rachford-Rice 方程：2.3.2 绝热闪蒸过程绝热闪蒸过程如图2—8(a)当Q =0的情况，解(2-71)式。

方程和迭代变量的不同组合有窄沸程、宽沸程和同时收敛法三种算法。

双层迭代，内循环(2-71)式R-R 方程和外循环热量衡算式(2-65)迭代求T 和ψ。

一、宽沸程混合物闪蒸的序贯迭代法宽沸程混合物：组分的沸点差大，组分挥发度差别大。

汽、液相的流率几乎由完全K i 决定，进料焓值决定平衡温度。

迭代变量的排列原则，内循环迭代变量的值对外层迭代变量的取值是不敏感的。

ψ作为内层迭代变量(R-R 方程)； T 外层迭代变量(热量衡算方程)。

二、窄沸程混合物闪蒸的序贯迭代法窄沸程闪蒸：组分的沸点相近，热量影响汽体流量，平衡温度变化不太明显。

内层循环迭代T ，外层循环迭代ψ。

两种迭代方案中，内层循环(2-71)式迭代求ψ(对宽沸程闪蒸)或与T(对窄沸程闪蒸)，(2-65)式求T 或ψ。

三、同时收敛法(选)闪蒸方程和热衡算式可分别写成下面的函数关系：0)1(1)1(),,,(11=-+-=∑=i i i c i K z K T G ψψy x (2-84) 0)1(),,,(2=--+=F L V H H H T G ψψψy x (2-85)闪蒸过程的方程组能表示成 0)(=X g (2-86)扩充g 为下列形式：0)1(1),,,(2=-+-≡+i i i i K Z x y x T G ψψ 0)1(1),,,(2=-+-≡++i i i i i c K Z K y y x T G ψψ 计算差分值的基点是X (k)。

G i 对ψ的导数用解析法求得。

初值的确定方法。

对于等温闪蒸，用限步长的Newton-raphson 法迭代气化分率，对绝热闪蒸，用二维Newton-raphson 法迭代闪蒸温度和汽相分率。

2．4 液液平衡过程的计算求解一定温度下互成平衡的液相中的组成；用于萃取、三相精馏和共沸精馏等。