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