中间热泵耦合的近沸点物系塔底闪蒸热泵精馏流程及建模研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wzhjxl3
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近沸点物系的分离广泛存在于过程工业。但因其相对挥发度小,普遍存在能耗高、投资大的问题,较为有效的改进方案是热泵精馏,亦利用被分离组分沸点接近,塔底、塔顶温差较小的特点,通过热泵升级塔顶气体,让其原本需被冷公用工程取走的液化潜热转移到塔底做再沸热源。其中,塔底闪蒸热泵精馏流程BFVRC较为有效。本文契热力学分析发现,尽管BFVRC流程较常规精馏流程CDiC有很好的节能效果,但因为直接将温位最低的塔顶热量升级做温位最高的塔底热源,升温幅度大,故压缩热泵的热功比(COP)低,于是提出了中间热泵耦合的近沸点物系塔底闪蒸热泵精馏流程SHP-BFVRC(辅助还提出了带中间冷凝器的塔底双闪蒸热泵精馏流程IC-BFVRC,和带中间再沸器及中间热泵的塔底闪蒸热泵精馏流程IR-BFVRC),该流程通过升级精馏段中部的过剩热供应提馏段中部,因而降低了热量升级幅度,提高了系统的可逆度,比BFVRC具有更好的热力学性能。接下来,基于普适理论板模型,建立了包括精馏塔、压缩机、节流阀、换热器在内的模块化的中间热泵耦合的近沸点物系塔底闪蒸热泵精馏过程全流程机理模型,模型基于SRK热力学状态方程,用泡露点法计算热力学参数、用三角矩阵法求解物料平衡、用焓平衡方程计算塔板气液相负荷和中间换热器负荷、用序贯模块法求解,丙烯-丙烷物系应用表明,计算结果与Aspen plus模拟结果一致,说明模型是正确和有效的。最后,基于遗传算法,实现了以年度化总费用最小为目标函数的新流程五变量优化设计(五变量分别是中间热泵布置、塔顶压力、进料板位置、中间换热器布置、中间换热器热负荷)。20×104吨/年气体分离装置丙烯-丙烷分离过程案例应用表明,优化方法是可行和实际有效的。其中中间热泵耦合的近沸点物系塔底闪蒸热泵精馏流程SHP-BFVRC年度化总费用TAC比BFVRC低8.6%、系统(火用)损低9.1%。
其他文献
"卓越工程师计划"提出了构建高等院校与企业联合进行人才培养的创新机制,但现实中部分院校与企业不能有效进行对接沟通,校企合作在落实时的质量或者效果不佳,存在着机制不健全
随着经济体制改革的进一步推进,我国国有企业也在不断发展,市场竞争力和盈利能力有了明显的提高。然而,由于配套法律制度和行为规范的缺乏,国有企业漠视其应当履行的社会责任
图书馆管理系统更换包括准备阶段、实施阶段、后期维护与开发这样几个阶段。准备阶段的工作流程分为图书馆管理系统的前期选择,图书馆员思想上的准备和技术上的准备;实施阶段
创新农业经营主体是现阶段延边地区农业发展的主题之一,经过几年的试点实践,已经摸索出了一些适合当地发展实际的经验,取得了较为可观的成绩。进一步完善延边地区农业经营体
研究目的:水土保持措施设计的完善、可行是铁路建设项目水土保持验收顺利通过的基础。近年来随着水利部新颁建设项目水土保持竣工验收及水土保持技术标准等新的法律法规出台,
<正>金银花(Lonicera japonica),又名银花,属忍冬科(Caprifoliaceae)忍冬属(Lonicera)丛生植物。盛花季节,先是白似银,其后黄如金,黄白相映,故"金银花"由此得名。金银花为常
<正>自《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》启动实施以来,政府对科技的大幅投资使中国科学家发表的论文和申请的专利数量迅速增长,这一时期还见证了中国成功
在新冠肺炎疫情防控工作中,凸显出了我国医学教育面临着医学人才培养亟须均衡化发展、基层卫生人才培养亟须强化、公共卫生体系建设亟须完善、大众健康教育亟须普及等挑战,同
南京云锦作为世界级非物质文化遗产与文化符号,具有传承与广泛传播的必要性。本文通过深入分析南京云锦的性质属性与历史文化内涵,从意象再造、时间强调、文字意象及国际联通
新媒体的广泛应用,为大学生学习、生活提供便利,也不可避免地对大学生的思想和心理产生了不良的影响,从而给高校大学生思想政治教育带来了极大挑战。面对这样的新形势,高校更