隔壁塔的熱力學(xué)分析和熱泵的應(yīng)用研究.pdf

1、精餾是石油化工等工業(yè)過程中應(yīng)用最廣泛的單元操作之一,但其存在能耗高、熱力學(xué)效率低的問題。隨著能源危機(jī)與環(huán)保要求的日益突出,開發(fā)新型節(jié)能型精餾過程具有重要意義。為了提高精餾的能源利用效率,人們提出了熱耦合、熱集成、熱泵等節(jié)能技術(shù)。其中隔壁塔作為完全熱耦合的一種特殊結(jié)構(gòu),可以在一個(gè)塔殼內(nèi)同時(shí)完成三組分的分離,具有設(shè)備投資少、能耗低的特征;熱泵精餾是通過壓縮塔項(xiàng)蒸汽回收其低品位的熱量,達(dá)到提高能源利用效率的效果。
　　 本文首先闡述了

2、Aspen Plus自帶的兩個(gè)熱力學(xué)分析工具塔板有效能損失曲線(StageExergy Loss Profile)、塔的總復(fù)合曲線(Column Grand Composite Curve)的原理和使用方法,同時(shí)說明了自動(dòng)化工具Aspen模擬工作表(Aspen Simulation Workbook)的使用方法,為下文的分析過程打下基礎(chǔ)。
　　 其次,以乙酸正丁酯酯轉(zhuǎn)移的反應(yīng)精餾隔壁塔為例,利用塔板有效能損失作為目標(biāo)優(yōu)化了反應(yīng)段

3、位置,通過與年總成本優(yōu)化結(jié)果比較證實(shí)了結(jié)果可靠性;利用塔的總復(fù)合曲線分析比較了隔壁塔流程與常規(guī)流程的差異,指出隔壁塔流程因能夠較好的利用反應(yīng)熱而有一定優(yōu)勢(shì);研究了隔壁水平傳熱對(duì)總能耗的影響,結(jié)果顯示,通過選擇適當(dāng)?shù)鸟詈戏绞?如耦合位置、傳熱面積/系數(shù))能夠進(jìn)一步提高其節(jié)能效果。
　　 最后,以反應(yīng)精餾和共沸精餾兩個(gè)體系為案例,詳述了蒸汽再壓縮式熱泵應(yīng)用于隔壁塔的建模過程,對(duì)熱泵的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了確定和初步優(yōu)化,然后計(jì)算并比較了熱泵