外部熱耦合精餾塔控制方案的綜合與分析.pdf

1、在精餾塔分離物質(zhì)的過(guò)程中，其精餾段作為潛在熱源主要放出熱量，而提餾段主要吸收熱量。因此，如果將精餾段放出的熱量加以利用，提供給提餾段，可以大大降低精餾過(guò)程中的能量損耗，提高熱力學(xué)效率。外部熱耦合精餾塔就是基于這樣的原理提出來(lái)的。外部熱耦合精餾塔由兩個(gè)獨(dú)立的精餾塔組成，其中一個(gè)塔的精餾段所放出的熱量通過(guò)換熱器傳遞給另一個(gè)塔的提餾段，從而實(shí)現(xiàn)熱量的耦合，能耗的減少。耦合了精餾段的精餾塔稱之為高壓精餾塔，另一個(gè)塔則相應(yīng)的稱之為低壓精餾塔。

2、r>　　 近年來(lái)，外部熱耦合精餾塔作為化工領(lǐng)域新興的節(jié)能技術(shù)，吸引了眾多學(xué)者及研究人員的關(guān)注。理論研究已經(jīng)充分證明，外部熱耦合精餾塔具有很高的熱力學(xué)效率。然而，文獻(xiàn)中關(guān)于外部熱耦合精餾塔的操作及控制，則鮮有論述。為此，本文針對(duì)外部熱耦合精餾塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了三種控制方案，并分別進(jìn)行了控制性能的比較與研究。
　　 首先，外部熱耦合精餾塔具有平行結(jié)構(gòu)特性，即兩個(gè)精餾塔的進(jìn)料相同，并且在頂部和底部的產(chǎn)物分別相同。基于此，我們?cè)O(shè)計(jì)了

3、兩種控制方案，一種是將頂部產(chǎn)品混合后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，另一種則是將底部產(chǎn)品混合后進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。其次，考慮三個(gè)換熱器簡(jiǎn)化的外部熱耦合精餾塔結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)控制方案時(shí)可以利用換熱器的熱負(fù)荷作為操作變量。文中采用相對(duì)增益矩陣(RGA)對(duì)三種控制方案的輸入輸出變量進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步確定了各自的控制結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真的過(guò)程中，通過(guò)分離苯甲苯二元實(shí)際混合物，三種控制方案分別與常規(guī)控制方案進(jìn)行了比較。仿真結(jié)果表明，混合結(jié)構(gòu)的三回路控制方案優(yōu)于常規(guī)