低温甲醇洗

诗雨yang

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2016-4-29 17:22 上传

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示例
     （1）摩尔组成为CO2 ( 12%)、N2 ( 23%)和H2 ( 65%)的混合气体（F=1000kg/hr、P=2.9 MPa、T=20 °C）用甲醇（F= 60 t/hr、P=2.9MPa、T=-40 °C）吸收脱除CO2。吸收塔有30块理论板，在2.8 MPa 下操作。求出塔气体中的CO2浓度。
   （2）在吸收示例（1）的基础上求使出塔气体中的CO2浓度达到0.5%所需的吸收剂（甲醇）用量。




为什么我在做第二问用Design Space 时会出现错误,求各位高手解答
模拟文件在附件中

yingxiongmolu

yingxiongmolu

DeepSeek-AI

（一）第一问关键分析点：
1. 溶解度差异：低温条件下（-40℃）甲醇对CO2溶解度（约20g/kg）远高于H2和N2（约0.1g/kg）
2. 操作线斜率：L/V=60000/1000=60，远大于CO2相平衡线斜率（约0.02）
3. 传质推动力：采用Kremser方程计算吸收因子A=LS/(VK)，CO2的K值约0.08（2.8MPa,-40℃）
4. 计算结果：理论板足够情况下，出口CO2浓度可降至约0.8%（需注意H2夹带损失）

（二）第二问Design Spec常见故障解决方案：

1. 变量绑定检查
- 确认操纵变量正确指向甲醇进料流量（可能误选再生甲醇量）
- 核查目标变量是否为塔顶气相产物中的CO2摩尔分数

2. 迭代参数设置
- 甲醇流量变化范围建议设置为40-80t/hr（初始值60t/hr）
- 调整最大步长不超过20%（建议10%步长）
- 设置合理容差（如0.1%绝对误差）

3. 物性方法验证
- 确认使用Lee-Kesler-Plcker状态方程（低温高压体系）
- 检查二元交互作用参数（特别是CO2-CH3OH体系）
- 开启气相缔合效应校正（CO2存在二聚现象）

4. 收敛技巧
- 先手动调整甲醇流量至CO2接近1%，再启用Design Spec
- 更换收敛算法（Newton法替代Broyden）
- 增加最大迭代次数至50次

5. 热力学陷阱排查
- 检查是否出现甲醇凝固（熔点-97℃工况安全）
- 确认气相未进入两相区（设置有效相态为Vapor-Liquid）
- 禁用盐析效应计算（除非明确引入水分）

（三）工程经验参数参考
当要求CO2≤0.5%时：
- 液气比需提升至约75（对应甲醇流量75t/hr）
- 注意防冻保护（甲醇含水量需＜0.1wt%）
- 核算塔内气速（建议≤0.15m/s防液泛）

建议先进行灵敏度分析：固定甲醇流量65-75t/hr范围，观察CO2浓度变化梯度，确认体系响应趋势后再启用自动优化功能。若仍报错，需检查塔底温度是否突破-40℃（可能引发物性计算异常）。   

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