aspen吸收、精餾塔模擬設計轉載

1、aspen模擬塔設計（轉載）、板式塔工藝設計I首先要知道工藝計算要算什么？要得到那些結果？如何算？然后再進行下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計任務。記住：你是工藝設計者，沒有aspen你必須知道計算過程及方法，能將塔設計出來，這是你經過課程學習應該具有的能力，理論上講也是進入畢業(yè)設計的前提。只是設計過程中將復雜的計算過程交給aspen完成，aspen只替你計算,不能替你完成你的設計。做不到這一點說明工藝設計部份還不合格，畢業(yè)答辯就可能要出問題，實際的這是開題時要做的事的一部份，開題答辯就是要考察這個方面的問題。設計方案，包括設計方法、路線、分析

2、優(yōu)化方案等，應該是設計開題報告中的一部份。沒有很好的設計方案，具體作時就會思路不清晰，足見開題的重要性。下面給出工藝設計計算方案參考，希望借此對今后的結構和強度設計作一個詳細的設計方案，明確的一下接下來所有工作詳細步驟和方法，以便以后設計工作順利進行。板式塔工藝計算步驟1.物料衡算（手算）目的：求解aspen簡捷設計模擬的輸入條件。（2） 內容：（1）組份分割，確定是否為清晰分割；估計塔頂與塔底的組成。得出結果：塔頂儲出液的中關鍵輕組份與關鍵重組份的回收率參考：化工原理有關精儲多組份物料平衡的內容。2 .用簡捷模塊（DSTWU進行設計計算目的：結合后面的靈敏度分析，確定合適的回流比和塔板數。方

3、法：選擇設計計算，確定一個最小回流比倍數。得出結果：理論塔板數、實際板數、加料板位置、回流比，蒸發(fā)率等等RadFarce所需要的所有數據。3 .靈敏度分析目的：1.研究回流比與塔徑的關系（NT-FO,確定合適的回流比與塔板數。2. 研究加料板位置對產品的影響，確定合適的加料板位置。方法：可以作回流比與塔徑的關系曲線（NT-FO,從曲線上找到你所期望的回流比及塔板數。得到結果：實際回流比、實際板數、加料板位置。4 .用DSTWU次計算目的：求解aspen塔詳細計算所需要的輸入參數。方法：依據步驟3得到的結果，進行簡捷計算。得出結果：加料板位置、回流比，蒸發(fā)率等等RadFarce所需要的所有數據。

4、5 .用詳細計算模塊（RadFrace）進行初步設計計算目的：得出結構初步設計數據。方法：用RadFrace模塊的TraySizing（填料塔用PAkingSizing）,利J用第4步（DSTWU得出的數據進行精確設計計算。主要結果：塔徑。6 .核算目的：確定工藝計算的最后結果。方法：對第5步的計算結果（如：塔徑等）按設計規(guī)范要求進行必要的圓整，用RateFrace或RateFrace模塊的TrayRating（填料塔用PAkingSizing）,對塔進行設計核算。結果：塔工藝設計的所有需要的結果。如果僅是完成設計，至此，工藝計算全部完成。工藝計算說明書內容要求1 .給出aspen每步輸入參數

5、（除給定的設計條件外）和選項的依據。2 .給出輸入的結果畫面。注意：不要每一步的輸入方法，且記你在寫設計報告，而不是軟件的使用教3 .給出運算結果（表格）注意：（1）不是生成的計算結果畫面，而是生成的表格，最好是Excel的，然后插入說明中時要對其進行必要的編輯，比如，分子式的角標的寫法等。（2）插入說明書中的單位必須是法定計量單位。二、填料塔工藝設計填料塔吸收塔設計比板式塔復雜，具有一點挑戰(zhàn)性，原因是由于填料塔設計本身的復雜性，設計軟件無法依據給定的設計參數，按照某一個不變的設計路線作出最后的設計結果，需要設計者利用各模塊的功能，自己設計一個計算路線，完成給定的設計任務。因此，需要設計者有一

6、定的獨立思考和解決問題的能力。下面的給出利用RatdFrace做吸收塔設計的3種的計算路線，僅供設計參考，當然你可能有更好的設計方法。填料吸收塔工藝計算步驟方案一：用RadFrace計算1 .吸收劑用量的初步估算（手算）目的：為RateFrace計算填料高度準備數據。2 .確定理論板數（手算）目的：為RadFrace詳細設計計算準備數據（RadFrace模型需要理論平衡級數）。3 .用RateFrace模塊確定填料高度目的：為RadFrace詳細設計計算提供數據。4 .用RadFrace模塊詳細設計計算5 .核算該方案手算內容較多。方案二：用RateFrace計算1 .吸收劑用量的初步估算（手

7、算）目的：為RateFrace計算填料高度準備數據。2 .初步計算填料高度估算一塔徑，用RateFrace模塊的設計規(guī)定，初步計算填料高度。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系，選擇合適的塔徑及對應的填料高度，4 .核算對確定的塔徑和填料高度的塔進行最后核算，得出最后結果。rate給出的計算結果不夠充分。方案三：用RateFrace和RadFrace結合計算1 .吸收劑用量的初步估算（手算）2 .確定平衡級數用RateFrace模塊的設計規(guī)定，計算填料高度H和等板高度HEPT。進而得到理論板數NT=H/HEPTo3 .用RadFrace進行初步設計4 .用RadFra

8、ce進行最后核算aspen模擬塔設計之二1.如用何用DSTUVWRadFRac進行精儲塔模擬計算經過簡單的訓練，初學都便能夠用DSTUVWRadFRac進行塔模擬計算，似乎會用aspen做塔的設計和操作模擬了。但計算思路是不是很清楚就不一定了。如可用DSTUW口RadFRac完成一個塔的設計，或對一個已知的塔進行模擬，需要有清晰的過程思路，這樣才能用好模擬軟件。使用DSTUW口RadFRac塔單元模塊，首先我們應該知道模塊能做什么？然后知道如何用它做我們想做的事？需要輸入那些參數？在有aspen之前你首先回答不用aspen你能不能做塔設計？如果答案是肯定的，那就可以往下用aspen了，否則先進

9、搞清楚精儲塔的設計原理與方法，再來研究如何用aspen做精儲模擬。DSTU惟做什么？DSTUW是塔的簡捷計算模塊，它能夠對進行設計計算和操作計算（也就是核算）。如何用DSTUWE行設計和操作模擬？這兩種功能通過選擇輸入回流比和理論板數來實現設計計算：輸入參數：回流比(或最小回流比倍數)和其它設計必須的工藝參數，但不需要結構尺寸數據。計算結果：實際回流比、實際塔板數、進料板位置、蒸出率(D/F)和傳熱面積及其它的工藝數據等。為精確設計計算提供必要的設計參數。操作模擬：輸入參數：塔板數、進料板位置等必要的操作參數。計算結果：為回流比、塔頂組成等。當然很多輸入參數是可以選擇的，但一定要保證設計或操作

10、必須的自由度數。也就是條件必須足夠，且不能有多余。RadFRa睢做什么?RadFRac能對板式塔、填料塔等進行嚴格模擬計算。功能主要有基本設計計算、結構設計計算、操作(設計)核算三個方面。(1)基本設計計算：不區(qū)別填料和板式塔等類型，當然不需要塔盤或填料的結構尺寸，也不能給出詳細的結構尺寸。但它和用DSTUW莫擬不同，結果也會略有差別。(2)結構設計計算：需要要給定塔盤等或填料的詳細結構，計算必要的結構尺寸。板式塔通過對TraySizing設置實現，填料通過對PackingSizing設置實現。這兩種類型的塔可以在一個流程中進行不同的設置完成，十分方便。(3)操作(設計)核算：對于設計計算，(

11、2)只得到的結果可能需要做一些圓整(比如塔徑要圓整到系列尺寸)。圓整后其它參數也會發(fā)生改變，需要對已知結構參數的塔進行核算，得到最后的設計結果。同樣操作計算是對已存在的塔進行模擬。綜上內容，我們知道完成一個塔的設計計算，可以按下面步驟進行簡捷計算(DSTUW詳細計算(RadFRaC,將計算結果與DSTUWt比，相差不是很大。結構計算(RadFRacTrayRsting或RadFRacPackingRating)輸入塔盤或填料必要的參數。(1) 核算(RadFRacTraySizing或RadFRacPacking2,如何用Aspen的RateRac做吸收塔設計計算填料吸收塔與精儲比具有一定的挑

12、戰(zhàn)性，因為它沒有太固定的計算模式。和RadFrace一樣，RateRac允許進行設計模式和核算模式操作。首先我們要知道如何用RateFrac進行設計計算？RateRac用于吸收塔設計模式可以用BlockDsignSpes規(guī)定設計參數(例如純度或回收率)；用PackingSpecification定義填料結構。做吸收塔設計想得到什么結果？每一個設計者都知道，吸收塔工藝設計計算是依據分離精度要求，即出塔氣相和液相中的組分指標，得到填料高度、塔徑、吸收劑用量等參數。問題是：在RateRac吸收設計模式中，填料高度、吸收劑量是必須輸入的參數。那么我們就會問：設計還沒開始，那來的填料高度、吸收劑量、塔徑

13、？對上面問題的回答是：(1)填料高度：想要RateFRac模塊運行就必須給定足夠的設計變量，其中填料高度是必給的參數之一。如果只給定設計，則RateFRac就會按給定的填料高度進行計算。但如果將填料高度做為設計規(guī)定的操作變量，RateFrace會按設計規(guī)定搜索填料高度，計算結束后，用計算得到的填料高度值改寫初值。設計者如能提供較為接近實際值的初值，可以減少迭代計算次數。(2)吸收劑量：至于吸收劑量，我們可以將它作為與設計規(guī)定相對應的可控制操作變量，給出它的調整范圍，RateFrac就會給出滿足設計規(guī)定的吸收劑用量。(3)塔徑是必須輸入的參數之一，但如果定義填料高度為設計規(guī)定的操作變量，輸入的這

14、個塔徑成為了初值，運行中要對其進行改寫，與填料高度匹配。順便說一句，aspen的RateFrace模塊要求給出的塔板數不是理論板數，是計算將填料塔分成的份數，份數越多計算越精確。進行吸收塔設計的步驟是什么？知道了上面的方法，我們如著手進行設計模擬呢？Aspen用于吸收模擬有兩個模塊：核算模塊(PackingRating)、設計模塊(PackingSizing)如果對已有塔進行核算(操作)模擬，只用核算模塊就夠了。如果做設計計算要兩個模塊同時交替使用。下面給出的吸收塔設計計算的過程可供參考。(1)初步估算吸收劑用量。吸收是一個具有的化學反應的過程，我們須先依據反應用量，計算出吸收劑用量，確定一個大至的范圍。(2)PackingSizing模塊進行設計計算，在這里除了要定義填料的類型與尺寸以外，還要定義填料段數、填料高度。段數(PackingSegment):將填料劃為幾段計算，它即不是平衡級數，也不是實際段數。這個段數的多少并無實際意義，只影響計算精義。填料高度：這個填料高度是有實際意義的，如不使用設計規(guī)定改變它，rate模塊就按這個高度給出計算結果。我們可以估算一個初值。然后用設計規(guī)定去改變它。(3)用設