【《冷凝法控制VOCs污染流程相關(guān)計(jì)算案例3200字》】

1述 1 1 1 2 31.3冷凝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 61.1.1相平衡常數(shù)(m)對(duì)于平衡狀態(tài)時(shí)的氣液兩相：條件下的氣相逸度；2該物系的相平衡常數(shù)m在與壓力和溫度有關(guān)聯(lián)之外，也會(huì)影響m的數(shù)值(Y;與物系的組成有關(guān))。當(dāng)YiL大于1時(shí)，溶液有YiG取為1,則3(1)計(jì)算露點(diǎn)溫度：假設(shè)各組分在氣態(tài)混合物中的體積/質(zhì)量分首先設(shè)定壓力為p的時(shí)候?qū)?yīng)的露點(diǎn)溫度為t,然后查詢手冊(cè)或經(jīng)過一系列計(jì)算得到混合氣體各個(gè)組分在該溫度下的氣液平衡常數(shù)K?,K?,…,Ki,…,Kn,與各氣態(tài)組分對(duì)應(yīng)的液態(tài)組分的組成x;的X?=y?/K?,X?=y?/K?,…,Xi=yi/Ki,…,Xn=yn/Kn氣態(tài)組分的各液態(tài)組分之和也應(yīng)等于1,即Zi=1xi=1;若Z'=1xi≠1,需要再設(shè)定一個(gè)不同的露點(diǎn)溫度t,然后重新進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果需滿足：Zi=1xi=1,滿足以上條件的溫度即所求的露點(diǎn)溫(2)泡點(diǎn)溫度的計(jì)算：與計(jì)算露點(diǎn)溫度的步驟相似，先設(shè)定壓力為p的時(shí)候?qū)?yīng)的泡點(diǎn)溫度為t,然后查詢手冊(cè)或計(jì)算所得到混合氣體各個(gè)組分的氣液平衡常數(shù)K?,K?,…,Ki,…,Kn,與此時(shí)液相對(duì)應(yīng)的氣相組成y;的關(guān)系為：Zi=1Yi=k?X?+k?X?+…+kixi+…+k最后用Z'=1yi=1這個(gè)條件來判斷得到的泡點(diǎn)溫度是否正確。冷凝了一部分，進(jìn)料中組分i的摩爾分?jǐn)?shù)為zi的數(shù)據(jù)已經(jīng)知道，然后需計(jì)算液化率f和氣、液兩相平衡狀態(tài)下的冷凝得到液體的組成部分x;和剩余未被冷凝的氣體的組成yi。4經(jīng)過冷凝后得到的液體的量占進(jìn)料VOCs量的摩爾分?jǐn)?shù)即液化率f,將式(3-6)代入式(3-7)得：(3-9)得：由式(3-10)、式(3-11)和Zi=1xi=1、Zi=1yi=1,可以求得從式(3-10)、式(3-11)中可以知道：式中z;為唯一已知數(shù)，要求f、xi、yi,必須得知道m(xù)的值，要通過式(3-10)、式(3-11)5來進(jìn)行計(jì)算，存在以下兩種狀況：(1)在已知工藝運(yùn)作的基本條件(壓力p及溫度t)的情況下，求f、xi、yi。由已知的壓強(qiáng)p和溫度t,來計(jì)算對(duì)應(yīng)的m;,然后在不知的情況下設(shè)定一個(gè)大致合理的f,再通過式(3-10)計(jì)算出xi,若Zr=1xi=1,則前面設(shè)定的f可行。如果等式不成立，則需要再次設(shè)定一個(gè)不同的f并進(jìn)行相同計(jì)算，或者通過式(3-11)來計(jì)算yi,最后用Z'=1yi=1這個(gè)條件來檢驗(yàn)結(jié)果是否正確。(2)在已知f的情況下，需要求相關(guān)操作的條件以及對(duì)應(yīng)條件下的組成?？芍篺=0對(duì)應(yīng)的溫度為露點(diǎn)，f=1對(duì)應(yīng)的溫度為泡點(diǎn)。所求的冷凝溫度應(yīng)在露點(diǎn)和泡點(diǎn)二者之間進(jìn)行選取，越接近泡點(diǎn)，有機(jī)物去除率越高。故計(jì)算冷凝溫度過程中，需要先確定露點(diǎn)和泡點(diǎn)，然再設(shè)定冷凝溫度為t,求出對(duì)應(yīng)的m;,將m;代入式(3-10),求出xi,以Zi=1xi=1這個(gè)條件來檢驗(yàn)設(shè)定的溫度，或者將m;代入式(3-11)來求出y;,以Zi=1yi=1這個(gè)條件來進(jìn)行檢驗(yàn)。通過熱量衡算可計(jì)算出的冷凝過程冷凝裝置交換的熱量qc,即：式中：Hi——組分i為氣態(tài)時(shí)的焓值；hi——組分i為液態(tài)時(shí)的焓值。通過上式得到了熱量qc后，下一步便可通過熱量守恒定律來計(jì)算冷凝器的換熱面積和所需冷凝劑的流量。在設(shè)計(jì)冷凝裝置的過程中，通過計(jì)算得到需交換的熱量qc這一步非常重要。61.3冷凝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)冷凝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變量：已知出口濃度和去除率，確定冷凝(2)確定冷凝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變量：設(shè)VOCs氣體由可冷凝的VOCs冷凝溫度估算：已知去除率，可計(jì)算得到出口VOCs的分壓，由式(3-13)計(jì)算：Pout=760×qm,v×10-?×{(1-0.01n)/[1-(n9in,v——?dú)饬髟诶淠b置入口處的VOCs體積分?jǐn)?shù)，10-6。氣液兩相平衡的情況下，氣體中VOCs組分的分壓與該平衡溫度間范圍為1分鐘):入口氣流中VOCs的物質(zhì)的量nin-出口氣流中VOCs的物質(zhì)的量7nout=(qu/22.4)×103×1×[1-(8冷凝器的熱負(fù)荷Hload:Hload=1.1×60×(Hcon+Huncon+Huncon)冷凝器尺寸：下式可大致計(jì)算熱傳遞面積：式中：Aco