吸収 プロセスシミュレータ
現在のところ化学プロセスシミュレータでは充填塔の物質移動計算は不得意である。
充填塔の計算は「平衡段」により近似的におこわわれる。向流多段プロセスと微分接触操作をx−y図上で比べると両者には相似性がある。そこで両者を対応づけるものとして1理論段相当高さHETP( Height equivalent to a theoretical plate) があり, HETP=z(塔高さ)N(理論段の数) で定義される。
【課題】 天然ガスの除湿をおこなう。プロセスの圧力は101 kPa、温度は300K。供給ガスの流量は 1 kg-mol/hr 、組成は水蒸気3.2 % (25℃で飽和)、炭酸ガス 2 % 残りはメタンである。トリエチレングリコールと3段の理論段の塔で向流接触させることで、ガス中の水蒸気を-20℃の露点(= 0.125 kPa= 1.255E-3 molar fraction)まで除湿する。必要なトリエチレングリコールの液量をシミュレーションにより求める。
【フローシート】
【設定ファイル】
(Output/ Reprot Format/ Stream Property で Fraction/molar を設定しておく) TITLE PRINT INPUT=PART, STREAM=ALL, RATE=M, FRACTION=M, ION=NONE DIMENSION SI SEQUENCE SIMSCI COMPONENT DATA LIBID 1,METHANE/2,H2O/3,CO2/4,TEG THERMODYNAMIC DATA METHOD SYSTEM=SRKM, SET=SRKM01, DEFAULT STREAM DATA PROPERTY STREAM=S1, TEMPERATURE=300, PHASE=M, RATE(M)=1, & COMPOSITION(M)=1,0.96/2,0.02/3,0.02 PROPERTY STREAM=S3, TEMPERATURE=300, PHASE=M, RATE(M)=1, & COMPOSITION(M)=4,1 UNIT OPERATIONS COLUMN UID=T1 PARAMETER TRAY=3,IO FEED S1,3/S3,1 PRODUCT OVHD(M)=S2,1, BTMS(M)=S4,1 PSPEC PTOP=101 PRINT PROPTABLE=PART END
【結果例】
PROBLEM OUTPUT STREAM MOLAR COMPONENT RATES ============================================================================== STREAM ID S1 S2 S3 S4 NAME PHASE VAPOR VAPOR LIQUID LIQUI FLUID RATES, KG-MOL/HR 1 METHANE .9600 .9594 .0000 5.6794E-04 2 H2O .0200 2.7206E-07 .0000 .0200 この値が1.25E-03となるようTEG液流量を設定 3 CO2 .0200 .0198 .0000 1.6785E-04 4 TEG .0000 2.1699E-06 1.0000 1.0000 TOTAL RATE, KG-MOL/HR 1.0000 .9793 1.0000 1.0207 TEMPERATURE, K 300.0000 300.0384 300.0000 302.8242 PRESSURE, KPA 101.0000 101.0000 101.0000 101.0000 ENTHALPY, M*KJ/HR 5.0800E-03 4.1616E-03 4.1942E-03 5.1136E-03 MOLECULAR WEIGHT 16.6418 16.6097 150.1740 147.4925 MOLE FRAC VAPOR 1.0000 1.0000 .0000 .0000 MOLE FRAC LIQUID .0000 .0000 1.0000 1.0000