簡化設(shè)計(jì)對理想熱耦合精餾塔(HIDiC)性能的影響.pdf

1、以內(nèi)部熱耦合技術(shù)為基礎(chǔ)的理想熱耦合精餾塔((ideal heat-integrated distillation column，HIDiC)作為精餾塔的一個前沿發(fā)展，近年來高效率低能耗的特性備受研究學(xué)者的青睞。盡管理想HIDiC的概念上世紀(jì)就被提出，但對其的研究都停留在理論階段沒有實(shí)際應(yīng)用到化工過程。究其原因是在精餾塔內(nèi)部設(shè)計(jì)和應(yīng)用熱耦合技術(shù)時(shí)，管殼內(nèi)部狹小的空間造成了障礙。因此，對于更易設(shè)計(jì)與應(yīng)用的HIDiC簡化結(jié)構(gòu)的研究有其必要性。

2、
　　 從實(shí)際的觀點(diǎn)考慮，用三個外部換熱器近似代替HIDiC精餾段和提餾段之間的耦合部分在理論上是可行的。為此本文提出了理想HIDiC(簡稱S-0)的三種簡化設(shè)計(jì)。一種是精餾段和提餾段的頂部，中間和底部分別設(shè)置換熱器的設(shè)計(jì)(簡稱S-1)；一種是頂部和中間換熱器都設(shè)置在精餾段頂部塔板，提餾段頂部蒸汽經(jīng)壓縮與提餾段底部換熱構(gòu)成底部換熱器的設(shè)計(jì)(簡稱S-2)；另一種是頂部、中間和底部換熱器都設(shè)置在精餾段頂部塔板的設(shè)計(jì)(S-3)。

3、>　　 對理想HIDiC以及三種簡化設(shè)計(jì)分別建立相對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型和動態(tài)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行綜合與設(shè)計(jì)，并以乙烯乙烷二元理想物系分離為例，從固定傳熱面積和精餾段頂部壓力兩個方面對三種簡化設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬仿真，研究簡化設(shè)計(jì)對理想HIDiC性能的影響。結(jié)果表明S-1的靜態(tài)性質(zhì)不如S-0，但動態(tài)特性得到了改善。S-2和S-3設(shè)計(jì)可以減小操作費(fèi)用和操作費(fèi)用，但相比于S-1的動態(tài)可控性變差。盡管通過增加換熱器的面積能夠減少操作費(fèi)用，但簡化設(shè)計(jì)加強(qiáng)了頂部