分离单元的仿真一.pptx
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1、分离过程模型的分类Aspen Plus 中的分离过程模型中的分离过程模型包含两大类别包含两大类别:简单分离单元模型简单分离单元模型 Separators塔设备单元模型塔设备单元模型 Columns简单分离单元模型简单分离单元模型包含五个模块:简单分离单元模型包含五个模块:两相闪蒸器两相闪蒸器 Flash2三相闪蒸器三相闪蒸器 Flash3倾析器倾析器 Decanter组份分离器组份分离器 Sep两出口组份两出口组份分离器分离器 Sep2简单分离单元模型(2 2 2 2)Flash2Flash2 两相闪蒸器Flash2 模块执行给定热力模块执行给定热力学条件下的汽学条件下的汽-液平衡或汽液平衡或
2、汽-液液-液平衡计算,输出一股汽相和液平衡计算,输出一股汽相和一股液相产物。用于模拟闪蒸一股液相产物。用于模拟闪蒸器、蒸发器、气液分离器等器、蒸发器、气液分离器等。Flash2Flash2 两相闪蒸器(2)Flash2 Flash2 连接Flash2 模块的连接图如下:Flash2 Flash2 模型参数Flash2 模块的模型参数有 3 组:1、闪蒸设定、闪蒸设定(Flash Specifications)(Flash Specifications)(1)温度温度(Temperature)Temperature)(2)压力压力(Pressure)Pressure)(3)蒸气分率蒸气分率(Va
3、por Fraction)Vapor Fraction)(4)热负荷热负荷(Heat Duty)Heat Duty)从以上从以上从以上从以上 4 4 个参数中选定个参数中选定个参数中选定个参数中选定 2 2 个。个。个。个。Flash2 Flash2 模型参数(2)2、有效相态、有效相态(Valid Phase)(Valid Phase)(1)汽汽-液相液相(Vapor-Liquid)Vapor-Liquid)(2)汽)汽-液液-液相液相(Vapor-Liquid-Liquid)Vapor-Liquid-Liquid)(3)汽)汽-液液-游离水相游离水相 (Vapor-Liquid-Free
4、Water)Vapor-Liquid-Free Water)从以上从以上从以上从以上 3 3个参数中选定个参数中选定个参数中选定个参数中选定 1 1 个。个。个。个。Flash2 Flash2 模型参数(3 3)Flash2 模块的模型参数有 3 组:Flash2 Flash2 模型参数(4 4)Flash2 Flash2 模型参数 (5 5)Flash2 模块的模型参数有 3 组:3、液沫夹带、液沫夹带 (Liquid Entrainment in Vapor Stream)(Liquid Entrainment in Vapor Stream)液相被带入汽相中的分率液相被带入汽相中的分率。
5、Flash2 Flash2 模型参数 (6 6)Flash2 Flash2 应用示例(1)流流量量为为 1000 kg/hr、压压力力为为 0.11 MPa、含含乙乙醇醇 70%w、水水 30%w的的饱饱和和蒸蒸汽汽在在蒸蒸汽汽冷冷凝凝器器中中部部分分冷冷凝凝,冷冷凝凝物物流流的的汽汽/液液比比(摩摩尔尔)=1/3。求求离离开开冷冷凝凝器器的的汽汽、液液两两相相的的温温度度和和组组成。成。Flash2 Flash2 应用示例(2)流流量量为为 1000 kg/hr、压压力力为为 0.5 MPa 温温度度为为 120、含含乙乙醇醇 70%w、水水 30%w的的物物料料绝绝热热闪闪蒸蒸到到 0.1
6、5 MPa。求求离离开开闪闪蒸蒸器器的的汽汽、液液两两相相的的温度、流量和组成。温度、流量和组成。Flash2 Flash2 应用示例(3)流流量量为为 1000 kg/hr、压压力力为为 0.2 MPa 温温度度为为20、含含丙丙酮酮 30%w、水水 70%w的的物物料料进进行行部部分分蒸蒸发发回回收收丙丙酮酮,求求丙丙酮酮回回收收率率为为90%时时的的蒸蒸发发器器温温度度和和热热负负荷荷以以及及汽汽、液液两两相相的的流流量量和组成。和组成。灵敏度分析灵敏度分析SensitivitySensitivity 在在进进行行过过程程设设计计和和分分析析时时,常常常常需需要要了了解解某某些些过过程程
7、变变量量受受其其它它过过程程变变量量影影响响的的敏敏感感程程度度,ASPTEN Plus为为此此提提供供了了一一个个非非常常有有用用的的分分析析工工具具:模模型型分分析析工工具具(Model Analysis Tools)下的灵敏度下的灵敏度(Sensitivity)对象。对象。灵敏度分析灵敏度分析SensitivitySensitivity (2)灵敏度分析灵敏度分析SensitivitySensitivity (3)创建灵敏度对象时,按以下步骤操作:创建灵敏度对象时,按以下步骤操作:1、从从数数据据浏浏览览器器右右侧侧的的对对象象管管理理器器(Object Manager)中中 点点 击击
8、 新新 建建(New)按钮;按钮;2、在在弹弹出出对对话话框框中中为为新新对对象象指指定定一一个个辨识号辨识号(ID);灵敏度分析灵敏度分析SensitivitySensitivity (4)步骤步骤步骤步骤1 1和步骤和步骤和步骤和步骤2 2:灵敏度分析灵敏度分析SensitivitySensitivity (5)3、在在 定定 义义(Define)表表 单单 中中 点点 击击 新新 建建(New)按按钮钮,创创建建灵灵敏敏度度对对象象所所需需的变量;的变量;4、在在弹弹出出对对话话框框中中输输入入新新变变量量的的变变量量名名(Variable name);灵敏度分析灵敏度分析Sensiti
9、vitySensitivity (6)步骤步骤步骤步骤3 3和步骤和步骤和步骤和步骤4 4:灵敏度分析灵敏度分析SensitivitySensitivity (7)5、在在变变量量定定义义(Variable Definition)对对话话框框中中的的下下拉拉式式选选择择框框中中选选择择变变量量的的类类别别(Category)、类类 型型(Type)、流流 股股(Stream)或或模模块块(Block)代代号号,并并指指定定具体变量具体变量(Variable)。灵敏度分析灵敏度分析SensitivitySensitivity (8)步骤步骤步骤步骤5 5:灵敏度分析灵敏度分析Sensitivit
10、ySensitivity (9)可以定义多个分析所需的变量,如下图所示:可以定义多个分析所需的变量,如下图所示:可以定义多个分析所需的变量,如下图所示:可以定义多个分析所需的变量,如下图所示:灵敏度分析灵敏度分析SensitivitySensitivity (10)步步骤骤6:在在变变化化(Vary)表表单单中中输输入入调调节节变变量量(Manupulated variable)的的类类型型、名名称称和和具具体体变变量量(variable),并并 指指 定定 体体 调调 节节 上上、下下 限限(Upper/Lower limits)和和 增增 量量(Incr)。灵敏度分析灵敏度分析Sensit
11、ivitySensitivity (11)步骤步骤步骤步骤6 6:灵敏度分析灵敏度分析SensitivitySensitivity (12)步步骤骤7:在在列列表表(Tabulate)表表单单中中输输入入需需要要进进行行灵灵敏敏度度分分析析的的列列表表变变量量(Tabulated variable)或或组组合合变变量量的的表表达达式式(Expression),以以及及列列表表时时的的列列序序号号(Column No.)。灵敏度分析灵敏度分析SensitivitySensitivity (13)步步步步骤骤骤骤7 7:灵敏度分析灵敏度分析SensitivitySensitivity (14)步骤
12、步骤8:结果查看:结果查看 从从左左侧侧索索引引栏栏中中选选择择灵灵敏敏度度对对象象下下的的结结 果果(Results)项项 目目,右右 侧侧 的的 汇汇 总总(Summary)表表单单中中按按照照指指定定的的列列序序号号列列表表给出调节变量和列表变量的对应值。给出调节变量和列表变量的对应值。灵敏度分析灵敏度分析SensitivitySensitivity (15)步步步步骤骤骤骤8 8:变量关系图PlotPlot 在在查查看看和和分分析析灵灵敏敏度度分分析析的的列列表表数数据据时时,用用图图形形描描述述的的函函数数关关系系曲曲线线常常常常能能让让我我们们更更直直观观和和全全面面地地了了解解过
13、过程程变变量量间间的的依依赖赖趋趋势势,ASPTEN Plus为为此此提提供供了了绘绘图图(Plot)功功能能,可可以以将将列列表表数数据据中中的的任任意意两两列列绘绘制制成成XY曲曲线图。线图。变量关系图Plot Plot(2 2)步骤步骤1:选择横坐标变量:选择横坐标变量 在在列列表表数数据据中中选选中中一一列列,从从窗窗口口菜菜单单Plot项项的的下下拉拉框框里里选选择择X轴轴变变量量(X-Axis Variable);变量关系图Plot Plot(3 3)变量关系图Plot Plot(4 4)步骤步骤2:选择纵坐标变量:选择纵坐标变量 再再选选中中列列表表数数据据的的另另一一列列,从从
14、窗窗口口菜菜单单Plot项项的的下下拉拉框框里里选选择择Y轴轴变量变量(Y-Axis Variable);变量关系图Plot Plot(5 5)变量关系图Plot Plot(6 6)步骤步骤3:绘制曲线:绘制曲线 然然后后点点击击窗窗口口菜菜单单Plot项项的的下下拉拉框框里里的的显显示示绘绘图图(Display Plot),即可得到曲线图。即可得到曲线图。变量关系图Plot Plot(7 7)变量关系图Plot Plot(8 8)Flash2 Flash2 应用示例(4)流流量量为为 1000 kg/hr、压压力力为为 0.2 MPa 温温度度为为 20、含含丙丙酮酮 30%w、水水 70%
15、w的的物物料料进进行行部部分分蒸蒸发发回回收收丙丙酮酮,蒸蒸发发器器热热负负荷荷为为 250 kW。分分析析液液沫沫夹夹带带对对汽汽相相丙丙酮酮分分率率和和丙丙酮酮回回收收率率的的影响。影响。Flash3 Flash3 三相闪蒸器三相闪蒸器 Flash3 模模块块执执行行给给定定热热力力学学条条件件下下的的汽汽-液液-液液平平衡衡计计算算,输输出出一一股股汽汽相相和和两两股股液液相相产产物物。用用于于模模拟拟闪闪蒸蒸器器、蒸蒸发发器器、液液-液分离器、汽液分离器、汽-液液-液分离器等液分离器等。Flash3 Flash3 三相闪蒸器三相闪蒸器 (2 2 2 2)Flash3 Flash3 连接
16、Flash3 的连接图如下:Flash3 Flash3 模型参数Flash3 的模型参数有 3 组:1、闪蒸设定、闪蒸设定(Flash Specifications)(Flash Specifications)(1)温度温度(Temperature)Temperature)(2)压力压力(Pressure)Pressure)(3)蒸汽分率蒸汽分率(Vapor Fraction)Vapor Fraction)(4)热负荷热负荷(Heat Duty)Heat Duty)从以上从以上从以上从以上 4 4 个参数中选定个参数中选定个参数中选定个参数中选定 2 2 个。个。个。个。Flash3 Flas
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- 分离 单元 仿真
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