热量衡算：确定热负荷和消耗量

精馏是大量耗能的单元操作,能量消耗是操作费用的主要部分。通过热量衡算,确定再沸器的热负荷和塔顶冷凝负荷,进而可算出加热蒸汽消耗量和冷却水用量,以及与此有关的操作费用。由此可确定设计的技术经济指标,必要时还应做多方案比较,择其最优者。

各物流的温度以及再沸器、冷凝器的热负荷均应标注在物料流程图上。

全塔热量衡算包括以下各项。

(1)塔顶蒸汽带出热量QV

再沸器热负荷:

(2)塔底产品带出热量QW

(3)进料带入热量Qf

(4)回流带入热量QL

(5)塔釜加热量Qb

(6)设备向外界散发的热损失Qn

热损失Qn可由传热速率方程计算,一般作为估算可取Qn=0.1Qb。

总热量衡算:

式中,V、W、F、L分别表示塔顶蒸汽、塔底产品、料液和回流液的流量,kg/h;HV,HW,Hf,HL分别表示相对应物料的热焓,kJ/kg。

塔顶冷凝热量衡算包括以下几项。

(7)塔顶冷凝器带走的热量QR

(8)塔顶产品带走的热量QD(www.xing528.com)

再沸器热负荷:

式中,V、W、F、L分别表示塔顶蒸汽、塔底产品、料液和回流液的流量,kg/h;HV,HW,Hf,HL分别表示相对应物料的热焓,kJ/kg。

塔顶冷凝热量衡算包括以下几项。

(7)塔顶冷凝器带走的热量QR

(8)塔顶产品带走的热量QD

冷凝器热量衡算:

冷凝器热量衡算:

塔顶冷凝器冷却负荷:

塔顶冷凝器冷却负荷:

式中,D为塔顶产量,kg/h;HD为塔顶产品的热焓,kJ/kg。

若为恒摩尔流,塔顶全凝,泡点回流且热损失很小,则可简化计算为:

式中,D为塔顶产量,kg/h;HD为塔顶产品的热焓,kJ/kg。

若为恒摩尔流,塔顶全凝,泡点回流且热损失很小,则可简化计算为:

式中,为提馏段上升蒸汽量,kmol/h;V为精馏段上升蒸汽量,kmol/h;γ为汽化潜热,kJ/kmol。

式中,为提馏段上升蒸汽量,kmol/h;V为精馏段上升蒸汽量,kmol/h;γ为汽化潜热,kJ/kmol。