内容发布更新时间 : 2024/12/23 10:24:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
AspenPlus软件的吸收单元设计过程
这个手册描述了使用AspenPlus软件设计一个吸收器必需的所有步骤。这个手册同时包括设计过程中的使用技巧、劝告（建议）和注释说明。例子如下： 例1
问题描述：填料塔的丙酮吸收 在293K和101.32kPa（1atm）下，用水吸收丙酮，填料塔直径0.4866m，进料空气含有2.6mol%丙酮，气体出口含丙酮0.5mol%。总的气体进料流速为14.0148kmol/h，纯水进料流速为45.36kmol/h。简图如下：
气体出口 纯水进口
Xaceton=0.005 F=45.36kmol/h
Absorber T=293K P=1atm
气体出口
Xair=0.974 液体出口 Xaceton=0.026 Xaceton=0.00648 F=14.014kmol/h
过程
登录到AspenPlus系统并开启一个空白模拟文件，那么就会出现一个流程图区域。（如需要帮助可参考“使用AspenPlus进行流程模拟”）
上面显示的是Columns的子目录，单击“RateFrac”块就选择了这个块，如果单击“RateFrac”
块旁边的向下箭头就会跳出一系列的图标。这些图标都表示相同的计算程序，仅仅是概略简图不同而已，从中可以选择最能描述你设计的过程的块。对于这个例子选择“RATEFRAC”左上角的矩形块。
RateFrac是模拟诸如吸收、气提和精馏等所有类型的多级汽液分离过程的速率型非平衡级模型。RateFrac模拟实际板式塔和填料塔，而不是理想化的平衡级。 一个塔有很多段组成（见右边的填料塔示意图），这些段指的是填料塔的一部分填料或者板式塔的一块或几块塔板。RateFrac执行一个把所有的段看作平衡级模型的初始化计算，用这个初始化计算的接过去计算速率型非平衡级模型。需要学习有关RateFrac的更多知识和应用请参考“RateFrac”的帮助。
首先，使用“RateFrac”块创建如上所示的示意图，如果需要帮助请参考“使用AspenPlus进行流程模拟”。将液相进料流股和气相进料流股和进料口（feed port）相连，气相出料口和气相馏出物口（vapor distillte port）相连，液相出口和底部口（bottom port）相连。一旦流程图完成，单击“Next”按钮（
）就会出现标题窗口（见下图），在这个窗口输入模
拟文件的标题，并将单位制由英制（English）变为公制（Metric）。单击“Next”按钮。出
现组分设置窗口（Components Specifications）
在组分设置窗口（Components Specifications），输入在例子中（见上图）使用的组分。使用屏幕下方的“Find”按钮可以通过分子式、名称、CAS登录号、分子量和正常沸点等在数据库中快速搜索各个组分。“Elec Wizard”可以用来从输入的组分中生成应用于电解质体系的电解质组分和反应。使用“User Defined”按钮可以创立在数据库中没有的的用户自定义组
分。“Record”按钮可以对在选择区域中已经定义的组分重新排序。当所有的组分都输入之后，单击“Next”按钮。
在这个窗口，在右边的下拉式列表框中选择选择一种热力学方法（Property Method），如需要帮助可参考“使用AspenPlus进行流程模拟”。在本例中选择“NRTL”模型，单击“Next”按钮。直至出现气体进料流股的输入窗口。
上图显示的是空气/丙酮进料气体的输入窗口，输入问题描述中提供的温度、压力、流速和组成等所有的数据。请确认单位和输入的数值相对应。如果值不知道，就让相应的输入框为空，输入结束后单击“Next”按钮，则会出现液相进料流股的输入窗口，重复上步，输入问题描述中给定的数值。单击“Next”按钮。 吸收模块的输入窗口就会出现，组成一个塔的所有段都会被用来评价相互接触的两相的传质速率和传热速率。一个段指的是填料塔的一段填料或者板式塔的一系列塔板。输入段的值。按照拇指规则（thumb rule），每一个塔的底部就应该算一个段的高度，然而比较多的段数可以增加准确性。段的高度不应该小于使用的填料的平均高度。在这个例子中使用10，并且在这个窗口中可以选择冷凝器和再沸器的类型，因为我们模拟的是吸收塔，所以没有冷凝器和再沸器。单击“Next”按钮。出现压力规定窗口。
在上面的压力规定窗口，允许选择我们想输入的压力规定类型，这里，选择“Top/Bottom”类型，根据问题描述在“segment 1”中输入1atm。Segment 1指的是塔的顶部。单击“Next”按钮。向导会自动带领我们进入塔板设定（Tray Specs）窗口，因为我们的塔是填料塔而不是板式塔，所以从左边的数据浏览（data browse）窗口选择填料设定栏（Pack Specs），选择“New”按钮创建塔的填料设定。“pack segment number”从1（表示填料塔的顶部填料段）开始，下面的将显示输入填料规范的窗口，输入结束段（ending segment）的值，对于我们的例子，输入10，因为这是我们的塔的最后一段填料。在这个例子中，问题描述中没有定义填料类型，我们任意的选择1.5inch散堆（random）陶瓷拉西环填料（ceramic raschig rings），另外我们还要根据我们要获得的最终的气体和液体浓度猜测填料高度。由于我已经处理过这个问题，我知道达到分离要求所需要的填料高度为1.94m。单击“Next”按钮继续。