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化工研发
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aspen模拟塔设计? 1. 如用何用dstuw 和 radfrac 进行精馏塔模拟计算 经过简单的训练,初学都便能够用dstuw 和 radfrac 进行塔模拟计算,似乎会用aspen做塔的设计和操作模拟了。但计算思路是不是很清楚就不一定了。如可用dstuw 和 radfrac完成一个塔的设计,或对一个已知的塔进行模拟,需要有清晰的过程思路,这样才能用好模拟软件。 使用dstuw 和 radfrac塔单元模块,首先我们应该知道模块能做什么?然后知道如何用它做我们想做的事?需要输入那些参数? 在有aspen之前你首先回答不用aspen你能不能做塔设计?如果答案是肯定的,那就可以往下用aspen了,否则先进搞清楚精馏塔的设计原理与方法,再来研究如何用aspen做精馏模拟。 dstuw能做什么? dstuw是塔的简捷计算模块,它能够对进行设计计算和操作计算(也就是核算)。 如何用dstuw进行设计和操作模拟? 这两种功能通过选择输入回流比和理论板数来实现。 设计计算:输入参数:回流比(或最小回流比倍数)和其它设计必须的工艺参数,但不需要结构尺寸数据。计算结果:实际回流比、实际塔板数、进料板位置、蒸出率(d/f)和传热面积及其它的工艺数据等。为精确设计计算提供必要的设计参数。 操作模拟:输入参数:塔板数、进料板位置等必要的操作参数。计算结果:为回流比、塔顶组成等。 当然很多输入参数是可以选择的,但一定要保证设计或操作必须的自由度数。也就是条件必须足够,且不能有多余。 radfrac能做什么? radfrac能对板式塔、填料塔等进行严格模拟计算。功能主要有基本设计计算、结构设计计算、操作(设计)核算三个方面。 (1)基本设计计算:不区别填料和板式塔等类型,当然不需要塔盘或填料的结构尺寸,也不能给出详细的结构尺寸。但它和用 dstuw模拟不同,结果也会略有差别。 (2)结构设计计算:需要要给定塔盘等或填料的详细结构,计算必要的结构尺寸。板式塔通过对 traysizing 设置实现,填料通过对packingsizing设置实现。这两种类型的塔可以在一个流程中进行不同的设置完成,十分方便。 (3)操作(设计)核算:对于设计计算,(2)只得到的结果可能需要做一些圆整(比如塔径要圆整到系列尺寸)。圆整后其它参数也会发生改变,需要对已知结构参数的塔进行核算,得到最后的设计结果。同样操作计算是对已存在的塔进行模拟。 综上内容,我们知道完成一个塔的设计计算,可以按下面步骤进行 (1) 简捷计算(dstuw) (2) 详细计算(radfrac),将计算结果与dstuw 对比,相差不是很大。 (3) 结构计算(radfrac trayrsting 或radfrac packingrating)输入塔盘或填料必要的参数。 (4) 核算(radfrac tray sizing 或radfrac packing sizing)上面计算圆整后做最后的计算。 2.如何用 aspen 的 raterac 做吸收塔设计计算 填料吸收塔与精馏比具有一定的挑战性,因为它没有太固定的计算模式。和radfrace一样,raterac 允许进行设计模式和核算模式操作。 首先我们要知道如何用ratefrac 进行设计计算? raterac用于吸收塔设计模式可以用 block dsign spes 规定设计参数(例如纯度或回收率);用 packing specification 定义填料结构。 做吸收塔设计想得到什么结果? 每一个设计者都知道,吸收塔工艺设计计算是依据分离精度要求,即出塔气相和液相中的组分指标,得到填料高度、塔径、吸收剂用量等参数。 问题是:在raterac吸收设计模式中,填料高度、吸收剂量是必须输入的参数。 那么我们就会问:设计还没开始,那来的填料高度、吸收剂量、塔径? 对上面问题的回答是: (1) 填料高度:想要ratefrac模块运行就必须给定足够的设计变量,其中填料高度是必给的参数之一。 如果只给定设计,则ratefrac就会按给定的填料高度进行计算。 但如果将填料高度做为设计规定的操作变量,ratefrace 会按设计规定搜索填料高度,计算结束后,用计算得到的填料高度值改写初值。设计者如能提供较为接近实际值的初值,可以减少迭代计算次数。 (2)吸收剂量:至于吸收剂量,我们可以将它作为与 设计规定 相对应的可控制操作变量,给出它的调整范围,ratefrac 就会给出满足设计规定的吸收剂用量。 (3)塔径是必须输入的参数之一,但如果定义填料高度为设计规定的操作变量,输入的这个塔径成为了初值,运行中要对其进行改写,与填料高度匹配。 顺便说一句,aspen的ratefrace模块要求给出的塔板数不是理论板数,是计算将填料塔分成的份数,份数越多计算越精确。 进行吸收塔设计的步骤是什么? 知道了上面的方法,我们如着手进行设计模拟呢? aspen 用于吸收模拟有两个模块:核算模块(packing rating)、设计模块(packing sizing)。 如果对已有塔进行核算(操作)模拟,只用核算模块就够了。如果做设计计算要两个模块同时交替使用。下面给出的吸收塔设计计算的过程可供参考。 (1)初步估算吸收剂用量。吸收是一个具有的化学反应的过程,我们须先依据反应用量,计算出吸收剂用量,确定一个大至的范围。 (2)packing sizing 模块进行设计计算,在这里除了要定义填料的类型与尺寸以外,还要定义填料段数、填料高度。 段数(packing segment):将填料划为几段计算,它即不是平衡级数,也不是实际段数。这个段数的多少并无实际意义,只影响计算精义。 填料高度:这个填料高度是有实际意义的,如不使用设计规定改变它,rate模块就按这个高度给出计算结果。我们可以估算一个初值。然后用设计规定去改变它。 (3)用设计规定确定填料高度,就是将填料设计作为某一设计规定的操作变量,并给出估计范围,rate运行后将在给定的范围内搜索满足设计规定的填料高度。 (4)用灵敏度分析得出填料高度与塔径的关系,确定合适的塔径和和填料高度。 (5)前面得到的塔径、填料设计可能需要圆整,圆整后用 packing rating 进行核算。此时可以将吸收剂用量作为某一设计规定的操作变量,求其最佳用量。 当然,你可能有更好的设计方案,比如将rad和rate结合起来完成设计。总之aspen给设计者很大的灵活性。查看更多
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简介
职业:金昌盛科技有限公司 - 化工研发
学校:厦门理工学院 - 文化传播系
地区:台湾省
个人简介:笨蛋自以为聪明,聪明人才知道自己是笨蛋。查看更多
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