隔离壁精馏塔的简化温差控制

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无论是从石油价格的不断上升,还是从当今社会节约能源的需求考虑,这使得降低工业分离过程能耗受到越来越多的关注。由于精馏塔是工业分离过程的主要耗能,因此提高其热力学效率是非常重要的。隔离壁精馏塔(DWDC)作为完全热耦合精馏塔的一种特殊结构,是一种新型的节能塔。由于其只有一个塔并且比热耦合精馏塔少相应的管路,这不仅使其节能减少,而且投资也有所减少,为提高热力学效率提供了良机。为了扩展DWDC的应用,一种简单并且有效的控制策略应该被发现。为了DWDC的顺利操作,一种简化的温差控制(STDC)策略被提出,此策略包括两个温度控制回路和两个温差控制回路。两个分别位于精馏段和提馏段的温度控制回路,用来保证塔顶和塔底的产品纯度;另外两个温差控制回路分别在隔板的两侧,温度测量点分别在进料位置的上下两侧和中间出料位置的上下两侧,这一特殊的安排不仅保证了进料在预分离塔的分离程度,还保证了中间产品纯度,而且对被分离物系的热力学特性的改变,STDC策略表现了非常高的鲁棒性。三个不同分离指数(ESI)的三元理想物系被选为例子来验证STDC策略,而且与Ling提到的温度控制(TC)策略和温差控制(TDC)策略进行了比较,结果表明:无论是任何进料干扰,STDC策略优于TC策略,尽管STDC策略相比TDC策略而言有较少的投资费用而且工程力度要小,但是STDC策略依旧可以达到与TDC策略类似的控制效果。同样,STDC策略也应用到了DWDC分离实际物系乙醇/丙醇/丁醇中,验证结果依旧和理想物系相同。这些都要归因于STDC策略完全切合了DWDC的工作原理,为了DWDC的顺利操作,它应该被视为一种通用并且有效的控制策略。
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