用Aspen模擬板式塔與填料塔的區(qū)別

1、用 Aspen 模擬塔單元操作分為操作模擬和設(shè)計(jì)計(jì)算。兩種模擬計(jì)算方法有所不同。1 填料塔操作模擬模擬已知的填料操作可以用radFrace 和rateFrace模塊。模擬操作是對已有的塔進(jìn)行操作模擬，塔的結(jié)構(gòu)參數(shù)是已知的，通過調(diào)節(jié)某些參數(shù)來與實(shí)際生產(chǎn)情況吻合。填料塔操作模擬要有兩個(gè)難點(diǎn)問題：一是平衡級數(shù)的選擇，二是調(diào)節(jié)那些參數(shù)選擇。1.1 平衡級數(shù)rateFrace 和 radFrace 模塊要求輸入板數(shù)，和板式塔模擬操作一樣，操作模擬數(shù)據(jù)應(yīng)該是實(shí)際塔的參數(shù)，這里要輸入實(shí)際塔的板數(shù)。對于板式塔沒有問題，但對于填料塔的實(shí)際板數(shù)如何取？作操作模擬時(shí)，和rateFrace和radFrace模塊板數(shù)（

2、平衡級數(shù)）可以任意取，只是計(jì)算精度的問題。然后，設(shè)置填料核算（Pack Rating）中的每段填料高度（Section pack height）與之對應(yīng)。如：某填料塔實(shí)際填料高度15m，進(jìn)行操作模擬時(shí)，塔板數(shù)（Number of stages）輸入為5，則在下面的Pack Rating 頁的 Packed height 欄選擇Section packed height 并填入3。這里的實(shí)際級數(shù)最好不要小于理論級數(shù)，在不確定理論級數(shù)時(shí)應(yīng)盡量多取。1.2 調(diào)節(jié)參數(shù) 進(jìn)行塔操作模擬時(shí)，通過調(diào)節(jié)塔板效率來與實(shí)際相吻合。和板式塔一樣，如果不輸入塔板效率則系統(tǒng)按選擇的計(jì)算方法計(jì)算塔板效率（這個(gè)效率計(jì)算方法

3、有兩種：Vaporization efficiencies和Murphree efficiencies）。作操作模擬時(shí)按計(jì)算效率得到的結(jié)果和實(shí)際值會(huì)不一致，這時(shí)通過調(diào)節(jié)塔板效率來與實(shí)際相吻合。2 填料塔設(shè)計(jì)填料精餾塔與填料吸收塔的設(shè)計(jì)計(jì)算有所區(qū)別，對于單進(jìn)料的精餾塔，與板式塔設(shè)計(jì)計(jì)算一樣，首先用簡捷模塊計(jì)算理論板數(shù)，然后radFrace 或 rateFrace 模塊進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。無論用那種模塊，設(shè)計(jì)計(jì)算都要用到設(shè)計(jì)規(guī)定，通過調(diào)整填料高度來滿足設(shè)計(jì)要求。填料塔設(shè)計(jì)比板式塔復(fù)雜，原因是由于填料塔設(shè)計(jì)本身的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)軟件無法依據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，按照某一個(gè)不變的設(shè)計(jì)路線作出最后的設(shè)計(jì)結(jié)果，需要設(shè)計(jì)者

4、利用各模塊的功能，自己設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算路線，完成給定的設(shè)計(jì)任務(wù)。2.1 用RadFrace計(jì)算1.吸收劑用量的初步估算（手算）目的：為 RateFrace 計(jì)算填料高度準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。2.確定理論板數(shù)（手算）目的：為 RadFrace 詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)備數(shù)據(jù)（ RadFrace 模型需要理論平衡級數(shù)）。3.用 RateFrace 模塊確定填料高度目的：為 RadFrace 詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算提供數(shù)據(jù)。4.用 RadFrace 模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算5.核算該方案手算內(nèi)容較多，是很難接受的一種算法。2.2 用RateFrace計(jì)算1.吸收劑用量的初步估算（手算）目的：為 RateFrace 計(jì)算填料高度準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。2.

5、初步計(jì)算填料高度估算一塔徑，用 RateFrace 模塊的設(shè)計(jì)規(guī)定，初步計(jì)算填料高度。3.確定塔徑與填料高度用靈敏度分析，研究填料高度與塔徑的關(guān)系，選擇合適的塔徑及對應(yīng)的填料高度，4.核算對確定的塔徑和填料高度的塔進(jìn)行最后核算，得出最后結(jié)果。rate給出的計(jì)算結(jié)果不夠充分。2.3 用RateFrace和RadFrace結(jié)合計(jì)算1.吸收劑用量的初步估算（手算）2. 確定平衡級數(shù)用 RateFrace 模塊的設(shè)計(jì)規(guī)定，計(jì)算填料高度 H 和等板高度 HEPT。進(jìn)而得到理論板數(shù) NT=H / HEPT。3.用RadFrace 進(jìn)行初步設(shè)計(jì)4.用RadFrace 進(jìn)行最后核算一、板式塔工藝設(shè)計(jì)首先要知道

6、工藝計(jì)算要算什么？要得到那些結(jié)果？如何算？然后再進(jìn)行下面的計(jì)算步驟。（參考）其次要知道你用的軟件（或軟件模塊）能做什么，不能做什么？你如何借助它完成給定的設(shè)計(jì)任務(wù)。記?。耗闶枪に囋O(shè)計(jì)者，沒有 aspen 你必須知道計(jì)算過程及方法，能將塔設(shè)計(jì)出來，這是你經(jīng)過課程學(xué)習(xí)應(yīng)該具有的能力，理論上講也是進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)的前提。只是設(shè)計(jì)過程中將復(fù)雜的計(jì)算過程交給 aspen 完成， aspen 只替你計(jì)算，不能替你完成你的設(shè)計(jì)。做不到這一點(diǎn)說明工藝設(shè)計(jì)部份還不合格，畢業(yè)答辯就可能要出問題，實(shí)際的這是開題時(shí)要做的事的一部份，開題答辯就是要考察這個(gè)方面的問題。設(shè)計(jì)方案，包括設(shè)計(jì)方法、路線、分析優(yōu)化方案等，應(yīng)該是設(shè)計(jì)

7、開題報(bào)告中的一部份。沒有很好的設(shè)計(jì)方案，具體作時(shí)就會(huì)思路不清晰，足見開題的重要性。下面給出工藝設(shè)計(jì)計(jì)算方案參考，希望借此對今后的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)作一個(gè)詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案，明確的一下接下來所有工作詳細(xì)步驟和方法，以便以后設(shè)計(jì)工作順利進(jìn)行。板式塔工藝計(jì)算步驟1.物料衡算（手算）目的：求解 aspen 簡捷設(shè)計(jì)模擬的輸入條件。內(nèi)容：(1) 組份分割，確定是否為清晰分割； (2)估計(jì)塔頂與塔底的組成。得出結(jié)果：塔頂餾出液的中關(guān)鍵輕組份與關(guān)鍵重組份的回收率參考：化工原理有關(guān)精餾多組份物料平衡的內(nèi)容。2.用簡捷模塊（DSTWU）進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算目的：結(jié)合后面的靈敏度分析，確定合適的回流比和塔板數(shù)。方法：選擇設(shè)計(jì)計(jì)算

8、，確定一個(gè)最小回流比倍數(shù)。得出結(jié)果：理論塔板數(shù)、實(shí)際板數(shù)、加料板位置、回流比，蒸發(fā)率等等 RadFarce 所需要的所有數(shù)據(jù)。3.靈敏度分析目的：1.研究回流比與塔徑的關(guān)系（NT-R），確定合適的回流比與塔板數(shù)。 2.研究加料板位置對產(chǎn)品的影響，確定合適的加料板位置。方法：可以作回流比與塔徑的關(guān)系曲線（NT-R），從曲線上找到你所期望的回流比及塔板數(shù)。得到結(jié)果：實(shí)際回流比、實(shí)際板數(shù)、加料板位置。4. 用DSTWU再次計(jì)算目的：求解aspen塔詳細(xì)計(jì)算所需要的輸入?yún)?shù)。方法：依據(jù)步驟3得到的結(jié)果，進(jìn)行簡捷計(jì)算。得出結(jié)果：加料板位置、回流比，蒸發(fā)率等等 RadFarce 所需要的所有數(shù)據(jù)。5. 用

9、詳細(xì)計(jì)算模塊（RadFrace）進(jìn)行初步設(shè)計(jì)計(jì)算目的：得出結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。方法：用 RadFrace 模塊的Tray Sizing（填料塔用PAking Sizing），利用第4步（DSTWU）得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確設(shè)計(jì)計(jì)算。主要結(jié)果：塔徑。6. 核算目的：確定工藝計(jì)算的最后結(jié)果。方法：對第 5 步的計(jì)算結(jié)果（如：塔徑等）按設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行必要的圓整，用 RateFrace 或 RateFrace 模塊的Tray Rating（填料塔用PAking Sizing），對塔進(jìn)行設(shè)計(jì)核算。結(jié)果：塔工藝設(shè)計(jì)的所有需要的結(jié)果。如果僅是完成設(shè)計(jì)，至此，工藝計(jì)算全部完成。工藝計(jì)算說明書內(nèi)容要求1.給出 asp

10、en 每步輸入?yún)?shù)（除給定的設(shè)計(jì)條件外）和選項(xiàng)的依據(jù)。2.給出輸入的結(jié)果畫面。注意：不要每一步的輸入方法，且記你在寫設(shè)計(jì)報(bào)告，而不是軟件的使用教程。3.給出運(yùn)算結(jié)果（表格）注意：(1)不是生成的計(jì)算結(jié)果畫面，而是生成的表格，最好是Excel 的，然后插入說明中時(shí)要對其進(jìn)行必要的編輯，比如，分子式的角標(biāo)的寫法等。(2)插入說明書中的單位必須是法定計(jì)量單位。二、填料塔工藝設(shè)計(jì)填料塔吸收塔設(shè)計(jì)比板式塔復(fù)雜，具有一點(diǎn)挑戰(zhàn)性，原因是由于填料塔設(shè)計(jì)本身的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)軟件無法依據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，按照某一個(gè)不變的設(shè)計(jì)路線作出最后的設(shè)計(jì)結(jié)果，需要設(shè)計(jì)者利用各模塊的功能，自己設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算路線，完成給定的設(shè)計(jì)任務(wù)。

11、因此，需要設(shè)計(jì)者有一定的獨(dú)立思考和解決問題的能力。下面的給出利用RatdFrace 做吸收塔設(shè)計(jì)的3種的計(jì)算路線，僅供設(shè)計(jì)參考，當(dāng)然你可能有更好的設(shè)計(jì)方法。填料吸收塔工藝計(jì)算步驟方案一：用RadFrace計(jì)算1.吸收劑用量的初步估算（手算）目的：為 RateFrace 計(jì)算填料高度準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。2.確定理論板數(shù)（手算）目的：為 RadFrace 詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)備數(shù)據(jù)（ RadFrace 模型需要理論平衡級數(shù)）。3.用 RateFrace 模塊確定填料高度目的：為 RadFrace 詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算提供數(shù)據(jù)。4.用 RadFrace 模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算5.核算該方案手算內(nèi)容較多。方案二：用RateFrace計(jì)算1.吸收劑用量的初步估算（手算）目的：為 RateFrace 計(jì)算填料高度準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。2. 初步計(jì)算填料高度估算一塔徑，用 RateFrace 模塊的設(shè)計(jì)規(guī)定，初步計(jì)算填料高度。3.確定塔徑與填料高度用靈敏度分析，研究填料高度與塔徑的關(guān)系，選擇合適的塔徑及對應(yīng)的填料高度，4.核算對確定的塔徑和填料高度