2019年化工原理大赛?

从奕轩从奕轩最佳答案最佳答案

刚看完决赛直播,来写答案。 比赛题目给的是某精馏操作过程中的实际问题,要解决这个难题,需要明确两个前提:

(1)塔顶冷凝器中冷剂水的浓度是否能达到要求;

(2)塔顶蒸汽中有无少量水蒸气存在。 首先,由题设条件可知,从塔釜出来的物料含有6%的水蒸气,经全凝器及冷凝器后分别有3%和1.5%的蒸汽凝结成水,因此通过调节可使之达到要求;其次,由热力学第一定律可知进料口温度高于出料口温度,且温差越大,说明有机热载体效率越低(因为加热过程中热量散失到环境中了),故可以通过提高进料口温度的方法使有机热载本效率提高。但这样会造成能耗增加。

基于上述分析,本题的优化方案为:适当减小进料塔的温度,以减小对环境的散热,同时适当增大进料量和全凝器的冷凝量,将塔顶冷凝器中的冷却水换成低温冷冻水滴,这样可以使系统效率大大提高,实现节能减排的目的。

在比赛现场,选手运用物理化学、传热学等理论知识,通过计算、分析,最终确定了最佳操作条件:进塔物料的温度为37℃,进塔物料的量为28g/s,全凝器冷凝液的液相负荷为14kg/(h·m^2),塔顶蒸发器的蒸气负荷为1.75kg/(h·m^2)。

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