泡点法(9页).doc

《泡点法(9页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《泡点法(9页).doc（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、-泡点法一、概述1）泡点法1958年由阿豪森（）和瑙乔（）提出、由王和亨克（）实质性开发用于精馏模拟计算方法2）适用、用途及特点3）泡点法思路：将方程与方程结合，组成工作方程并建立三对角矩阵解出，并归一利用方程校正温度；利用方程校正流率；4）泡点法步骤根据已知条件进行简捷计算并得到初值； 建立各组分矩阵方程，并对矩阵求解； 法对矩阵得到的归一；利用泡点方程确定各级温度及气相组成；利用方程确定各级气液流率；若或即达到要求，结束迭代。否则，以得到的温度、气液流率为初值，重复“”。二、方程组建立及三对角矩阵1.及方程的建立 级示意图 设物系组分数为，包括冷凝器及再沸器在内的理论级数为，塔顶塔底产品量

2、分别为、，塔顶冷凝器和塔釜再沸器温度分别为、。以冷凝器为第一块板、再沸器为第块板，并设每块板上均有进料、侧线上均有气液相采出。任意板上进料为、气相采出速率为、液相采出速率为，任意板上的气相流量为、液相流量为、热量交换量为，任 意板上的任意组分组分的气液相摩尔分数分别为、。相平衡系数可表示为温度函数，焓亦可表示为。1）物料衡算（）方程 对任意塔板进行总物料衡算： (2-233) 对任意板上任意组分进行物料衡算： (2-234)上式可变形为，即方程： (2-235)2）气液平衡（）方程对任意塔板上任一组分，有： (2-236)即方程： (2-237)2联立方程，建立三对角矩阵， 1）将方程代入方程

3、得任意塔板的方程： （2-238） 2）作冷凝器和任意块板之间的物料衡算： （） （2-239）变形得： （） （2-240）3）从冷凝器开始逐级列物料衡算方程对于冷凝器（、）：总物料衡算： （、 ） （2-241）对组分衡算： （2-442）即： （2-243）为简化方程形式，令：、 （2-244）则有： （2-245） 显然，只要有、冷凝器塔顶温度等参数，即可确定、，下同。对第二级作组分物料衡算，根据方程，有： （） （2-246）将代入并变形为： (2-247)将代入，得： (2-248)为简化方程组形式，令：、 (2-249)则有： (2-250)对第块板作组分物料衡算，根据方程，有：

4、 （） (2-251)将代入并变形为： (2-252)消去液相流率，将及代入，有： (2-253)上式可整理为： (2-254)同样，为简化方程组形式，令： （2-255）上式可变成： （2-256）塔底再沸器 （） (2-257)将代入并变形为： (2-258)消去液相流率，将代入，有： (2-259)上式可整理为： (2-260)同样，为简化方程组形式，令： (2-261) 上式可变成： （2-262）方程组及三对角矩阵从塔顶冷凝器到塔底再沸器，组分的方程组为： （2-263）写成三对角矩阵形式： （2-264）4）说明：该矩阵为各级任意组分的摩尔分数矩阵，可解得个；对于个组分的个理论级的

5、精馏塔，需解个矩阵，即得到精馏过程所有。三、三对角矩阵求解 对式（2-264）矩阵可采用如下步骤求解：消元，用下述公式即可消元： （2-265）消元结果 （2-266） 回代，回代解方程组可按下式: （2-267）四、法归一 设由三对角矩阵解得组成为，经过校正后的组成满足： （2-268） (2-269)显然，选择适当的参数，可满足： （2-270） 联立（2-269）和(2-270)，有： （2-271） 将（2-271）代入（2-268）并移项，得： （2-272）（2-272）式用牛顿法即可解得。解得后，利用（2-271），即可得到。各级校正后组成可按下式计算： （2-273） （2-2

6、74） 综上所述，法步骤如下：确定各组分；（2-272）式确定；（2-271）式确定；（2-274）式确定；（2-273）式确定。五、利用方程对各级重新温度分布任意块板上的汽液相组分之和均为1，即： 或 (2-275)将各板任意组分的相平衡常数表示为温度的函数形式： （2-276）将相平衡常数关系式代入方程： (2-277)将各级的代入上式，可解出各级温度，同时，可解得各级的。六、利用热方程确定各级气液流率任意板的热平衡,： （2-278）即（）方程 （2-279）将操作压力下各级单位流率的汽液焓表示为温度函数式： （） (2-280) （） (2-281)将输入输出热量、进料焓，根据温度得到的单位流率的汽液焓代入方程： （2-282）将代入上式，并化简为： （2-283）变形得： （） （2-284）计算时，从塔顶冷凝器开始，由于，即，故气相流率从开始一直计算到，根据，得到。-第 9 页-