等温闪蒸和部分冷凝过程(课堂PPT)

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第
二 章
（3）计算方程
2) 焓平衡关系式 ：
2.3 闪蒸过程的计算
FF H Q VVH LL .H ..(.2 .6 .) .5 ...1
HF、HV和HL分别为进料、气相出 料和液相出料的平均摩尔热焓， 是温度、压力和组成的函数。
3) 汽液平衡关系式
Q为加入平衡级的能量。 -对于绝热闪蒸：Q=0； -对于等温闪蒸，Q应取达到规定 分离或闪蒸温度所需要的热量。
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第 二 章
2（.3.21）等闪温蒸闪计蒸算和部分冷凝过程
2.3 闪蒸过程的计算
当C>3，由闪蒸方程式（2-71）计算 时，要试差和数值
解 xi，yi 。
Rachford-Rice方程：有很好的收敛性，可选择多种算法，
如弦位法和牛顿法，其中牛顿法收敛较快。
迭代方程 导数方程
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第
二 章
2.3 闪蒸过程的计算
闪蒸过程：闪蒸过程是连续单级蒸馏过程。 该过程使进料混合物部分气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。 闪蒸过程的计算极为重要，该计算方法推广用于塔设
备的计算。 如:精馏塔中的平衡级就是一个简单绝热闪蒸级。
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第
二 章
2.3 闪蒸过程的计算
⑤计算Q—过程所需热量
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第 二 章
2(.31.)1 汽等液温平闪衡蒸常和数部与组分成冷无凝关过程
2.3 闪蒸过程的计算
⑥ 在给定温度下进行等温闪蒸计算时，须核实闪蒸问题 是否成立：TB<T<TD
c
f(TB) Kizi Βιβλιοθήκη Baidu0 i1
c
f(TD) (zi /Ki)10 i1
该两方程均能用于求 解气相分率，它们是 C级多项式，当C>3时 可用数值法求根，但 收敛性不佳。
i c11K (iK zii 1)1.0......2 . (.7 ..)0
式（2-70）减去（2-69）得到更通用的闪蒸方程式：
f()i c11 (K i( K 1 i) zi1 )0.......2 .. .(7 .).1 .
气体进料在分凝器中部分冷凝， 进闪蒸罐进行相分离，得到难
挥发组分较多的液体。
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第 二 章
（2）闪蒸计算的类型
2.3 闪蒸过程的计算
闪蒸计算： 已知 F，Zi，PF，TF，HF→V，L，yi，xi，T或Q
闪蒸计算类型：
规定变量
闪蒸形式 输出变量
1 P,T
等温
Q,V, yi, L, xi
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第 二 章
2（.31.1）等闪温蒸闪方蒸程和部分冷凝过程
2.3 闪蒸过程的计算
x iF V F iV zi.K .....i .1 .,2 ., .c ......2 . 6 ( ..)6 ..
V / F
汽相分率
xi 1 (zK ii1 )...i. .1 .,2 ., .c .....(2 . .6 ..)7 ..(0,1.0)
2.3 闪蒸过程的计算
1）等温闪蒸过程计算步骤
①确定 —由闪蒸方程式（2-71）计算
②③计计算算xVi，，yLi
④计算HL, HV
c
H V yiH V(iT,P)........2 .. .(.7.)4
—理想溶液
ic 1
HL xiHL(iT,P)........2 .. .(.7.)5
—非理想溶液—需i要1 有混合热数据
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第 二 章
2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程
（1）闪蒸方程
2.3 闪蒸过程的计算
F i L z i V x ix i.K ...i .. . 1 .,2 , .. .c ...
xi L FV iziK ........i. .1 .,2 .,. .c
LFV
x iF V F iV zi.K .....i .1 .,2 ., .c ......2 . 6 ( ..)6 ..
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 闪蒸计算类型 计算方程
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第 二 章
（1）闪蒸过程
2.3 闪蒸过程的计算
如果设备设 计合理，则 离开闪蒸罐 的汽、液两 相处于平衡 状态。
液体进料在一定压力下被加热，通过阀 门绝热闪蒸到较低压力，在闪蒸罐内分 离出气体；若省略阀门，低压液体在加 热器中被加热部分气化后，在闪蒸罐内 分成两相。
2 P,Q=0
绝热
T,V, yi, L, xi
3 P,Q≠0
非绝热 T,V, yi, L, xi
4 P,L（或ψ）
部分冷凝 Q,T,V, yi, xi
5 P（或T）,V（或ψ ） 部分汽化 Q,T（或P）,yi, L, xi
求2C+3变量
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第 二 章
（3）计算方程
2.3 闪蒸过程的计算
(k 1)(k)d( ff( (k)()k/))d..........2 .. ..7 ...)2 (
d(d f(k))i c11(K (ik) (1 K )i2 zi1)2....(2 . .7 ..)3 ..
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第 二 章
2.(31.)1汽等液温平闪衡常蒸数和与部组分成冷无凝关过程
求
代入式（2-44）
xi，yi
yi 1 K (iK Z ii1 )...i. .1 ,.2,. .c....2..6.).8(
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第 二 章
(2.13).1闪等蒸温方闪程蒸和部分冷凝过程
2.3 闪蒸过程的计算
将式（2-67）和（2-68）分别代入式（2-46）和（2-45）
得：
i c11(zK i i1)1.0......2 . (.6 ..)9
yi Kixi i1,2,3....c..
C
Ki Ki(T,P,x,y)
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第
二 章
（3）计算方程
4) 求和方程
c
xi 1............2(.46)
i1
c
yi 1............2(.45)
i1
V，L，yi，xi，T或Q
2C+3未知数
2.3 闪蒸过程的计算
1 1 2C+3 独立方程
1) 物料衡算式
对每一组分i列出物料衡算式 ：
方程数
F i L z i V x i..y i .1 , . 2 , .c . .. .. 2 .6 . ).C3 -1..
F、V、L分别表示 进料、气相出料和 液相出料的流率
zi、yi和xi为 相应的组成
总物料衡算式：
FLV.....2. .6 ..)4 (