论文部分内容阅读
本工作研究了含氢体系及临界区的描述，全文分为两大部分：第一部分论述了含氢体系的描述新理论及在液氨洗涤工艺流程中的应用。第二部分是针对第一部分所存在的问题而展开的，论述了重整化群的应用。 第一部分讨论了含氢体系的描述及其工业应用，对含氢体系（H2、CO、CH4、N2Ar），作者提出了要考虑氢是由正、仲两种分子组成的这一特性。充分考虑了两种分子的能量差别，两种分子的平衡比率利用统计物理学的结果。所采用的状态方程为微扰摄动硬链（PHC）方程，并利用腔胞模型，籍助统计力学和量子力学的基本原理，导出了PHC方程的量子修正形式。用文献中发表的大量的VLE实验数据对模型进行了校验。经验证，能适用的范围大约为：温度60-170K，压力：常压-680atm，同时也校验了剩余焓和混合焓的计算。 在理论研究的基础上，探讨了模型在合成氨原料气液氨洗涤工艺流程模拟中的应用。进行了液氨洗涤塔及冷箱换热器的模拟计算，计算中采用了由新理论模型且同一套参数提供的焓、汽液相平衡、密度、比热等数据。氨洗塔的模拟计算采用了三对角矩阵法，板翅式换热器利用HFTS程序计算。对两种不同工况进行了核算，即：以渣油为原料（氨冼塔压力约75atm）和以煤原料（氨洗塔压力约22.5atm，且进氨洗塔的原料气中CO含量高于前者一倍）的大型合成氨流程。并对生产数据也进行了核算，计算结果与有设计和生产数据吻合较好，从而明：本文的理论模型具有精度高、应用灵活且适用范围广的优点。 在对国外提供设计的进口装置进行核算的基础上，进行了分析，指出了原设计的不足之处及生产装置开车后所存在的问题的原因，并提出了改进建议。 第二部分针对第一部分中模型在描述流体接近临界区时误差增大，以及解析状态方程不能描述临界区的问题。利用现代临界现象理论的重整化群方法，在巨正则配分函数的基础上，对流体体系通过重整化群变换，利用Hamilton量在重整化群变换下的特性，导出了压力的标度关系式。