2.2　沼氣及制冷劑相平衡參數(shù)計算

在沼氣液化熱力學系統(tǒng)中，沼氣、混合制冷劑的熱力學性質對系統(tǒng)的溫度、壓力和能耗等影響較大。沼氣、混合制冷劑均為多成分的混合氣體，在不同溫度、壓力狀態(tài)下，成分呈現(xiàn)氣態(tài)、氣液平衡態(tài)或液態(tài)。準確地計算狀態(tài)點溫度、壓力和氣液相平衡參數(shù)，液化系統(tǒng)才能正常運行。

沼氣液化制取生物質LNG是以氣液相平衡理論建立的熱力學模型。在沼氣液化系統(tǒng)中，沼氣在氣相、氣液共存相、液相狀態(tài)之間相互轉換。相平衡是氣、液相發(fā)生相變，在相變過程中終止，各相性質、組成不隨時間變化而變化的狀態(tài)。

（1）相平衡依據(jù)

等壓、等溫、多組分、氣液相熱力學的平衡判據(jù)為：

由最小Gibbs自由能得到的相平衡條件為：各相的溫度、壓力、化學位相等。由n個組分、m個相構成的平衡系統(tǒng)的平衡條件為：

式中，表示在m相中組分n的化學位。

（2）沼氣相平衡計算難點

沼氣相平衡計算中的難點：

①沼氣及制冷劑均為混合氣體；

②隨著甲烷不斷冷卻、液化、氣、液摩爾分數(shù)發(fā)生變化；

③在不同的溫度和壓力下，流程中出現(xiàn)氣態(tài)、液態(tài)、氣液平衡態(tài)；

④求解狀態(tài)點的物性參數(shù)。