分離單元的仿真設(shè)計三

分離單元的仿真設(shè)計三第1頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月塔設(shè)備單元模型—分類DSTWUDistlRadFracExtract塔設(shè)備(Columns)單元共有9種模塊：MultiFracSCFracPetroFracRateFracBatchFrac第2頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac——塔板設(shè)計

塔板設(shè)計(Traysizing)計算給定板間距下的塔徑?？蓪⑺殖啥鄠€塔段分別設(shè)計合適的塔板。在Specification表單中輸入該塔段(Trayedsection)的起始塔板(Startingstage)和結(jié)束塔板(Endingstage)序號，塔板類型(Traytype)，塔板流型程數(shù)(Numberofpasses)，以及板間距(Trayspacing)等幾何結(jié)構(gòu)(Geometry)參數(shù)。第3頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板設(shè)計（2）第4頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板設(shè)計（2）塔板類型提供了五種塔板供選用：

1、泡罩塔板（BubbleCap）

2、篩板（Sieve）

3、浮閥塔板（GlistchBallast）

4、彈性浮閥塔板（KochFlexitray）

5、條形浮閥塔板（NutterFloatValve)第5頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板設(shè)計（3）第6頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板設(shè)計（4）

結(jié)果(Results)表單中給出計算得到的塔內(nèi)徑(Columndiameter)、對應(yīng)最大塔內(nèi)徑的塔板序號(Stagewithmaximumdiameter)、降液管截面積/塔截面積(Downcomerarea/Columnarea)、側(cè)降液管流速(Sidedowncomervelocity)、側(cè)堰長(Sideweirlength)。第7頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板設(shè)計（5）第8頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板設(shè)計（6）

剖形(Profiles)表單中給出每一塊塔板對應(yīng)的塔內(nèi)徑(Diameter)、塔板總面積(Totalarea)、塔板有效區(qū)面積(Activearea)、側(cè)降液管截面積(Sidedowncomerarea)

。第9頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板設(shè)計（7）第10頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac——塔板核算

塔板核算（Trayrating）計算給定結(jié)構(gòu)參數(shù)的塔板的負(fù)荷情況，可供選用的塔板類型與“塔板設(shè)計”中相同?！八逶O(shè)計”與“塔板核算”配合使用，可以完成塔板選型和工藝參數(shù)設(shè)計。第11頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板核算（2）“塔板核算”的輸入?yún)?shù)除了從“塔板設(shè)計”帶來的之外，還應(yīng)補(bǔ)充塔盤厚度(Deckthickness)和溢流堰高度(Weirheights)，多流型塔板應(yīng)對每一種塔盤都輸入堰高。第12頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板核算（3）第13頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板核算（4）在塔板布置(Layout)表單中輸入：浮閥的類型(Valvetype)、材質(zhì)(Material)、厚度(Thickness)、有效區(qū)浮閥數(shù)目(Numberofvalvestoactivearea)

；篩孔直徑(Holediameter)和開孔率(Sieveholeareatoactiveareafraction)。第14頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板核算（5）第15頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板核算（6）第16頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板核算（7）在降液管(Downcomer)表單中輸入：降液管底隙(Clearance)；頂部寬度(Widthattop)；底部寬度(Widthatbottom)；直段高度(Straightheight)

。第17頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板核算（8）第18頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板核算（9）

塔板核算結(jié)果在結(jié)果(Results)表單中列出，有三個參數(shù)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注：1、最大液泛因子(Maximumfloodingfactor)

，應(yīng)該小于0.8；2、塔段壓降(Sectionpressuredrop)；3、最大降液管液位/板間距(Maximumbackup/Trayspacing)，應(yīng)該在

0.25~0.5之間。第19頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—塔板核算（10）第20頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—

應(yīng)用示例(5)在示例（4）的基礎(chǔ)上進(jìn)行塔板設(shè)計和塔板核算，分別選用浮閥塔板和彈性浮閥塔板計算后對比結(jié)果。第21頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac——填料設(shè)計

填料設(shè)計(Packsizing)計算選用某種填料時的塔內(nèi)徑。在Specification表單中輸入填料類型(Type)、生產(chǎn)廠商(Vendor)、材料(Material)、板材厚度(Sheetthickness)、尺寸(Size)、等板高度(Heightequivalenttoatheoriticalplate)等參數(shù)。第22頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—填料設(shè)計（2）第23頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—填料設(shè)計（3）

填料類型共有53種填料供選用，以下是5種典型的散堆填料：1、拉西環(huán)（RASCHIG）2、鮑爾環(huán)（PALL）3、階梯環(huán)（CMR）4、矩鞍環(huán)（INTX）5、超級環(huán)（SUPERRING）第24頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—填料設(shè)計（4）

填料類型共有53種填料供選用，以下是5種典型的規(guī)整填料：1、帶孔板波填料（MELLAPAK）2、帶孔網(wǎng)波填料（CY）3、帶縫板波填料（RALU-PAK）4、陶瓷板波填料（KERAPAK）5、格柵規(guī)整填料（FLEXIGRID）第25頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—填料設(shè)計（5）第26頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—填料設(shè)計（6）

結(jié)果(Results)表單中給出計算塔內(nèi)徑(Columndiameter)、最大負(fù)荷分率(Maximumfractionalcapacity)、最大負(fù)荷因子(Maximumcapacityfractor)、塔段壓降(Sectionpressuredrop)、比表面積(Surfacearea)

等參數(shù)。第27頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac——填料核算

填料核算（Packrating）計算給定結(jié)構(gòu)參數(shù)的填料的負(fù)荷情況，可供選用的填料類型與“填料設(shè)計”中相同?！疤盍显O(shè)計”與“填料核算”配合使用，可以完成填料選型和工藝參數(shù)設(shè)計。第28頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—填料核算（2）第29頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—

應(yīng)用示例(6)在示例（2）的基礎(chǔ)上進(jìn)行填料設(shè)計和填料核算，分別選用MELLPAK和RALU-PAK計算后對比結(jié)果。第30頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—吸收計算RadFrac模塊用于吸收計算時，

1）在Configuration表單中將冷凝器和再沸器類型選為“None”；

2）在Streams表單中將塔底氣體進(jìn)料板位置設(shè)為塔板總數(shù)加1，并將加料規(guī)則(Convention)設(shè)為“Above-Stage”；第31頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—吸收計算(2)第32頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—吸收計算(3)第33頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—吸收計算(4)在收斂（Convergence）項目中將1、基本(Basic)

表單里的算法(algorithm)設(shè)置為“Standard”，并將最大迭代次數(shù)(maximumiterations)設(shè)置為200;2、將高級(Advance)表單里的第一欄吸收器(Absorber)設(shè)置為“yes”。第34頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—吸收計算(5)第35頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac—吸收計算(6)第36頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月摩爾組成為CO2(

12%)、N2(

23%)和H2(

65%)的混合氣體（F=1000kg/hr、P=2.9MPa、T=20C）用甲醇（F=60t/hr、P=2.9MPa、T=-40C）吸收脫除CO2。吸收塔有30塊理論板，在2.8MPa

下操作。求出塔氣體中的CO2濃度。RadFrac—吸收示例(1)第37頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月在吸收示例（1）的基礎(chǔ)上求使出塔氣體中的CO2濃度達(dá)到0.5%所需的吸收劑（甲醇）用量。RadFrac—吸收示例(2)第38頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月在吸收示例（2）的基礎(chǔ)上求使出塔氣體中的CO2濃度達(dá)到0.5%所需的吸收劑（甲醇）用量與理論板數(shù)的關(guān)系。RadFrac—吸收示例(3)第39頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月選用10塊理論板，求使出塔氣體中的CO2濃度達(dá)到0.5%所需的吸收劑（甲醇）用量以及采用典型塔板和填料時的塔徑。RadFrac—吸收示例(4)第40頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月RadFrac——脫吸計算脫吸是吸收的逆過程，脫吸計算與吸收計算的模型參數(shù)設(shè)置相同，只是物料初始組成不同。第41頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月將吸收示例（4）所得到的吸收富液減壓到0.15MPa進(jìn)行閃蒸，低壓液體再進(jìn)入脫吸塔在0.12MPa下用氮?dú)膺M(jìn)行氣提脫吸，要求出塔貧液中的CO2濃度達(dá)到0.1%。求合理的理論板數(shù)、所需氮?dú)饬髁俊⒉捎貌煌搴吞盍蠒r的脫吸塔尺寸、壓降和負(fù)荷情況。RadFrac—脫吸示例（1）第42頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Extract—連續(xù)萃取塔

Extract

模塊用逐級計算法精確計算連續(xù)逆流萃取過程的操作結(jié)果。第43頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Extract—連續(xù)萃取塔（2）第44頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Extract——

連接

Extract模塊的連接圖如下：第45頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月1、塔設(shè)定(Specs)表單

1)

塔板數(shù)(Numberofstages)

2)

熱狀態(tài)選項(Thermaloptions)(1)

絕熱(Adiabatic)(2)

指定溫度剖形(Specifytemperature…)

(3)指定熱負(fù)荷剖形(Specifyheatduty…)Extract—

模型參數(shù)Extract模塊有四組基本模型參數(shù)：第46頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Extract—

模型參數(shù)（2）第47頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月2、關(guān)鍵組分(Keycomponents)表單

(1)第一液相(1stliquidphase)

即比重較大的液相，從塔底出料。

(2)

第二液相(2ndliquidphase)

即比重較小的液相，從塔頂出料。Extract—

模型參數(shù)（3）第48頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Extract—

模型參數(shù)（4）第49頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Extract—

模型參數(shù)（5）3、物流(Streams)表單塔頂和塔底必須各有一股進(jìn)料和出料物流。如果還有側(cè)線物流，則在此表單中設(shè)置側(cè)線進(jìn)料物流的加料板位置和側(cè)線出料物流的出料板位置和流量。第50頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Extract—

模型參數(shù)（6）第51頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Extract—

模型參數(shù)（7）4、壓強(qiáng)(Pressure)表單設(shè)置塔內(nèi)的壓強(qiáng)剖形。至少指定一塊板的壓強(qiáng)。未指定板的壓強(qiáng)通過內(nèi)插或外推決定。第52頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Extract—

模型參數(shù)（8）第53頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Extract——

級效率1、選項(Options)表單選擇使用通用級效率(Specifystageefficiencies)還是為每一個組分分別指定級效率(Specifyefficienciesforindividualcomponents)。Extract模塊采用級效率來處理兩液相組成未達(dá)到平衡的真實(shí)過程，缺省的級效率為1（平衡級）。第54頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Extract——

級效率（2）第55頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Extract——