【《冷凝法控制VOCs污染流程相关计算案例3200字》】 .docx

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冷凝法控制VOCs污染流程相关计算案例综述

目录

冷凝法控制VOCs污染流程相关计算案例综述 1

1.1气态污染物的冷凝分离 1

1.1.1相平衡常数(m) 1

1.1.2露点温度及泡点温度的计算 2

1.2VOCs的冷凝 3

1.3冷凝系统的设计计算 6

1.1气态污染物的冷凝分离

1.1.1相平衡常数(m)

相平衡常数m是指气相及液相两相在特定的温度T和压力P条件下均达到平衡时，任意组分i的气相与液相的摩尔分数之比。即：

(3-1)

式中：yi——气象中组分i的摩尔分数；xi——液相中组分i的摩尔分数。

对于平衡状态时的气液两相：

中iPYi=fGYiGYi=fLYiLXi(3-2)

那么有：或

式中：fi、fic——i(纯组分)在液相中的逸度和一定压力及温度

条件下的气相逸度；

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YiL、YiG——i在液、气两相中的活度因子；φi——i的逸度系数；

m——平衡物系的压力、温度及组成的函数，实验得出。

作如下简化来进行计算：

在常压的条件下，由于组分物化性质相似，将整个系统看作完全理想的系统。

此时φi=1,fL=pi,YiL=1,所以：

(3-3)

在已知具体温度下的饱和蒸气压p*和总压p的情况下，可经计算得到平衡常数Ki。

在常压的条件下，混合物中不同组分有着不同的分子结构，并且其差别很大，因此将气相看为理想情况下的混合物，φi=1,fL=pi,

但液体并不适用，有YiL≠1,因此有：

该物系的相平衡常数m在与压力和温度有关联之外，溶液的组成也会影响m的数值(Y;与物系的组成有关)。当YiL大于1时，溶液有正偏差；YiL小于1时，存在负偏差。此时的相平衡常数更复杂。

在中压的条件下，气、液两相均可看作理想体。此时，φi=1,YiLYiG取为1,则

1.1.2露点温度及泡点温度的计算

露点温度是气态物质在指定压力下出现第一个液滴时的温度；泡点是指定压力下液态物质产生第一个气泡时的温度。

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(1)计算露点温度：假设各组分在气态混合物中的体积/质量分

数分别为y?,y?,…,yi,…,yn,则有Zi=1yi=1。

首先设定压力为p的时候对应的露点温度为t,然后查询手册或经过一系列计算得到混合气体各个组分在该温度下的气液平衡常数K?,K?,…,Ki,…,Kn,与各气态组分对应的液态组分的组成x;的关系为：

X?=y?/K?,X?=y?/K?,…,Xi=yi/Ki,…,Xn=yn/Kn(3-4)

气态组分的各液态组分之和也应等于1,即Zi=1xi=1;若

Z=1xi≠1,需要再设定一个不同的露点温度t,然后重新进行计算，计算结果需满足：Zi=1xi=1,满足以上条件的温度即所求的露点温度。

(2)泡点温度的计算：与计算露点温度的步骤相似，先设定压力为p的时候对应的泡点温度为t,然后查询手册或计算所得到混合

气体各个组分的气液平衡常数K?,K?,…,Ki,…,Kn,与此时液

相对应的气相组成y;的关系为：

Zi=1Yi=k?X?+k?X?+…+kixi+…+knXn=1(3-5)最后用Z=1yi=1这个条件来判断得到的泡点温度是否正确。

1.2VOCs的冷凝

假设系统的温度、压力分别为t、p时，VOCs在系统的内部已经冷凝了一部分，进料中组分i的摩尔分数为zi的数据已经知道，然后需计算液化率f和气、液两相平衡状态下的冷凝得到液体的组成部分x;和剩余未被冷凝的气体的组成yi。

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经过冷凝后得到的液体的量占进料VOCs量的摩尔分数即液化率f,

即：

(3-6)冷凝装置中各种物质的物料衡算：

F=B+D(3-7