热泵精馏耦合吸收处理含盐氨水

针对含盐氨水的回收与处理,利用蒸发除盐、精馏脱氨并耦合吸收制备一定浓度的氨水。采用一系列节能技术对蒸发和精馏进行计算优化,即双效蒸发与塔顶蒸汽直接压缩热泵精馏耦合吸收工艺(SchemeⅠ)、热泵蒸发与塔顶蒸汽直接压缩热泵精馏耦合吸收工艺(SchemeⅡ)和热泵蒸发与塔底闪蒸再压缩热泵精馏耦合吸收工艺(SchemeⅢ)。选用ELECNRTL电解质模型计算物系的热力学数据和相平衡数据,并以年总费用、综合能耗和热力学效率等作为工艺评价指标,对提出的以上3种处理工艺进行模拟与优化。研究结果表明,与SchemeⅠ相比,SchemeⅡ和SchemeⅢ可分别节省年总费用22.18%和31.66%;节约能耗47.56%和57.87%;而热力学效率则分别提高了8.59%和2.28%。显然,SchemeⅢ在年总费用与能耗方面更具优势,SchemeⅡ在热力学效率方面更具优势。

闭式热泵精馏降低低温甲醇洗热再生系统能耗研究

某石化工程公司低温甲醇洗工艺热再生系统能耗过大,针对该问题进行了工艺改进。采用NRTL热力学模型,以年总费用和热力学效率为目标函数,提出了闭式热泵精馏模型。在不同压缩比的条件下,对其经济性和节能效果进行了分析。与常规精馏相比,采用闭式热泵精馏流程,在压缩比为1.8时,总能耗降低了62.71%;在投资回收期为5 a时,年总费用降低了15.64%;在投资回收期为8 a时,年总费用降低了32.79%;热力学效率从8.78%提高到20.96%,具有极佳的经济性和节能效果。该研究可为先进热泵精馏技术的开发设计提供指导。

基于MVR热泵精馏的乙醇-异丙醇分离工艺

常规精馏分离乙醇-异丙醇小温差体系的能耗较高,为此本文将两种机械蒸汽再压缩(MVR)热泵精馏工艺,即塔顶蒸汽直接压缩供热和塔底液相闪蒸压缩供热精馏工艺应用于乙醇-异丙醇的分离研究。利用Aspen Plus化工流程模拟软件中的严格精馏模块RadFrac.和压缩机模块Compr.,选用Wilson-RK方程计算物性数据,以分离过程的能耗最低为目标函数,对以上提出的两种MVR热泵精馏工艺分别在不同操作压力工况条件下进行了模拟与优化,得到了各自相关的工艺参数和设备参数。研究结果表明:与常规精馏工艺相比,以上两种MVR热泵精馏工艺节能分别为93.2%和93.4%。利用模拟得到的相关数据,估算了以上两种MVR热泵精馏工艺的平均年总费用,并进行了综合经济效益评价。结果表明:以上两种MVR热泵精馏工艺的平均年总费用基本持平,因此以上两种MVR热泵精馏工艺均是分离该体系较为合适的方法。

基于MVR热泵精馏的混合醇热集成分离工艺

机械蒸汽再压缩(MVR)热泵技术是把低品位的蒸汽通过压缩转变为高品位的蒸汽,循环用于热源的供热以减少能耗。而热集成技术则是合理的匹配冷热物流的换热,以提高物流的有效能利用率。鉴于精馏过程的高能耗和低热力学效率,本文以四元混合醇的分离为研究对象,把基于MVR热泵技术的热集成精馏工艺应用于该体系的分离,提出并研究了该体系带热集成与不带热集成各种MVR精馏工艺;以能耗和年总费用(TAC)为评价指标,采用Aspen Plus软件对各分离工艺进行模拟与优化,确定各分离工艺的操作参数与设备参数。研究结果表明,与常规顺序分离工艺相比,MVR精馏工艺节约能耗50%以上,节约年总费用约61%。带热集成MVR精馏工艺与不带热集成MVR精馏工艺相比,在能耗和年总费用方面,优势相当,但前者热力学效率提高了约9.5%。

基于MVR热泵和热集成的混合二甲苯节能精馏工艺

针对混合二甲苯体系分离能耗高的特点,把热集成和MVR热泵技术应用于该体系的分离研究,提出了热集成精馏工艺、带预分的MVR精馏工艺和完全MVR热泵精馏工艺。以能耗和年总费用(TAC)作为评价指标,对以上提出的3种节能精馏工艺进行模拟与优化,并与常规精馏工艺的计算结果进行了比较与分析。研究结果表明,热集成精馏工艺要比常规精馏工艺具有一定的经济优势,平均可减少能耗34.44%,节省TAC 23.33%。而MVR热泵精馏工艺则是分离该体系的最合适的工艺路线,与热集成精馏工艺相比,带预分的热集成MVR精馏工艺和完全MVR热泵精馏工艺可分别减少能耗23.23%和64.45%;节省TAC 18.32%和21.68%。

带中间再沸器的大温差体系热泵精馏工艺

基于大温差体系的分离特点,提出了带中间再沸器的MVR热泵节能精馏工艺。使用Aspen Plus流程模拟软件,采用软件中Radfrac模块模拟精馏塔,对该体系的常规精馏、常规MVR热泵精馏、带中间再沸器的MVR热泵精馏及带中间再沸器的完全MVR热泵精馏等4种工艺进行优化模拟。以年总费用(TAC)最低为目标函数,得到了各精馏工艺相关的工艺参数和设备参数。研究结果表明:带中间再沸器的MVR热泵精馏工艺要优于常规MVR热泵精馏工艺,其平均能耗减少7.7%,平均TAC减少8.3%;带中间再沸器的完全MVR热泵精馏工艺要比带中间再沸器的MVR热泵精馏工艺更具优势,其能耗减少9.4%,TAC减少18.7%。

基于有机朗肯循环的混合二甲苯MVR热泵精馏工艺

常规机械蒸气再压缩(MVR)热泵精馏分离混合二甲苯工艺,存在压缩机电耗较大及塔顶压缩蒸气的显热未被利用等问题。有机朗肯循环(ORC)发电技术则可以将低温余热转化为电能以供压缩机使用,由此提出了ORC发电技术耦合MVR热泵和带乏汽回热循环(EGC)的ORC发电技术耦合MVR热泵两种精馏工艺应用于本体系的分离研究。以年总费用(TAC)和能耗为分离工艺的评价指标,系统净输出功和循环热效率作为ORC系统的评价指标,对以上两种耦合精馏工艺进行模拟与优化,并与常规MVR热泵精馏工艺进行比较与分析。研究结果表明,ORC发电技术耦合MVR热泵精馏工艺和带EGC的ORC发电技术耦合MVR热泵精馏工艺较常规MVR热泵精馏工艺均具有一定的节能和经济优势,可分别减少能耗9.64%和9.89%,节省TAC 3.19%和3.50%。

基于分割式热泵的2-甲氧基乙醇-水精馏工艺模拟

基于2-甲氧基乙醇-水体系的共沸特性,应用分割式热泵精馏用于该体系的分离。采用UNIQUAC方程计算该体系的相平衡数据,并利用实验数据对UNIQUAC方程中的二元交互作用参数进行修正。利用Aspen Plus过程模拟软件中的Radfrac精馏模型和Compr等熵压缩模型,以年总费用最小为目标函数,对提出的分割式热泵精馏工艺进行了模拟与优化,得到了合适的工艺参数,如分割点摩尔分数为x(H2O)=0.17、压缩机进气量为6.16 t/h等关键工艺变量。模拟结果表明,与常规热泵精馏工艺相比,分割式热泵精馏工艺的年总费用可节约34.4%,操作费用可节约36.3%。

基于机械蒸汽再压缩和有机朗肯循环技术的双溶剂协同萃取精馏分离乙酸甲酯-甲醇-水节能工艺

针对双溶剂协同萃取精馏分离乙酸甲酯-甲醇-水三塔分离工艺特性及高能耗特点,把机械蒸汽再压缩(MVR)和有机朗肯循环(ORC)余热发电技术应用于该三塔的优化,提出了带中间再沸器的MVR热泵和ORC耦合MVR热泵两种节能精馏工艺。以年总费用(TAC)为精馏工艺评价指标,净输出功为ORC系统评价指标,采用Aspen Plus软件对提出的节能工艺进行模拟与优化。研究结果表明,就乙酸甲酯回收塔和甲醇回收塔而言,带中间再沸器的MVR热泵精馏工艺较常规双溶剂协同萃取精馏工艺能耗分别减少了57.38%和9.66%;TAC分别节省了31.34%和11.69%。而对于溶剂回收塔,带中间预分塔的ORC耦合MVR热泵精馏工艺较常规双溶剂协同萃取精馏工艺能耗减少了50.16%,TAC节省了36.13%。就整个萃取精馏系统而言,优化后的精馏工艺比原有双溶剂协同萃取精馏工艺能耗减少了45.48%,TAC节省了31.33%。

直接空冷系统初始温差值的优化分析

作为空冷系统最主要的设计参数,初始温差值(ITD)的优化设计对提高直接空冷系统的经济性起着举足轻重的作用。介绍了直接空冷系统初始温差值的优化理论,探讨了优化过程和计算方法。并以空冷系统年总费用为目标函数,对某地区直接空冷机组进行案例分析,优化设计了ITD值,得到了系统最佳ITD值和最小年总费用,同时从煤价、空冷凝汽器管束价格和环境温度三方面进行了敏感性分析,分别得出煤价、空冷凝汽器管束价格和环境温度变化时年总费用与ITD值的关系曲线。分析计算的结果对直接空冷系统的设计和运行都有重要的参考价值。

基于MVR热泵的三元混合烷烃热耦精馏

以正己烷、环己烷、异辛烷三元混合烷烃的分离为研究对象,利用Aspen Plus软件,选用RK-SOAVE方程,以年总费用(TAC)最低为目标函数,考察了中间组分分配比对热偶精馏的能耗及TAC等方面的影响,得到最佳分配比为0.47。在此基础上,把蒸汽再压缩(MVR)热泵技术应用于热偶精馏,提出了MVR热偶精馏工艺,研究了压缩比对MVR热偶精馏的影响,得到了相关的工艺参数和设备参数。研究结果表明,MVR热耦精馏与常规热耦精馏相比,可节能约38%,节省年总费用约48%。

低碳混合醇分离序列的合成与热集成工艺

为降低低碳混合醇的分离能耗,应用探试法、有序搜索法及调优法合成了一系列分离序列,并利用ASPEN PLUS软件中RADFRAC精馏模块,选用NRTL-RK热力学模型,对合成的各种分离序列进行模拟与优化,得到了各分离序列的工艺参数,设备参数及年总费用(ATC)。在此基础上,把塔间热集成精馏应用于以上得到的最优分离序列中,提出了两种热集成分离工艺并进行了优化计算,得到了相关数据。研究结果表明:热集成工艺具有明显的节能效果和显著的综合经济效益,其中热集成工艺2是分离本体系的最优工艺路线。

1000MW超超临界直接空冷机组初始温差值的优化设计

以空冷系统年总费用为目标函数,对某1 000MW超超临界直接空冷机组进行了变工况计算,比较了不同初始温差值tI和迎面风速下机组的年总费用,分析了机组最佳tI随煤价、凝汽器管束价格和环境温度的变化情况.结果表明:机组的tI取32K,迎面风速为2.2m/s时,机组的年总费用最低;煤价对年总费用的影响最明显,当煤价较高时,可以采取较低的tI,以提高机组热效率,降低煤耗.

我国地方渔港布局规划方法研究

我国各地区渔港众多、规模偏小、发展不平衡,若不分主次进行平均投资,则无法形成优势项目.只有对渔港进行科学的布局规划,才能有效利用资源,使渔业发展更加有序,从而保证海洋渔业的持续稳定和可持续发展.为此在满足人民生活对水产品需求的前提下,充分考虑捕鱼、海上运输、陆上运输、码头装卸、水产品加工、港口建设和改型等费用,以及水产品销售收益,建立了一年总费用最低(或总效益最好)的数学模型.算例分析证明,该方法具有普遍性、实用性和可操作性,可为我国地方渔港规划提供参考依据.

基于遗传算法的污水换热器的优化研究

以污水换热器的年总费用为目标函数,应用遗传算法对污水换热器进行了设计参数的优化计算。介绍了遗传算法工具箱的使用方法。该方法克服了传统优化算法的缺陷;优化结果更加符合工程实际。并指出了减小污水换热器年总费用的主要方向。

反应精馏中乙酸甲酯与乙二醇酯交换的模拟

采用拟均相模型拟合了乙酸甲酯与乙二醇酯交换反应的动力学方程。运用Aspen Plus软件对乙酸甲酯与乙二醇在反应精馏中的酯交换反应进行了模拟研究。考虑到能耗问题,该流程采用了差压热耦合技术。重点讨论了进料方式、理论板数和回流比对乙酸甲酯转化率的影响。以年总费用为目标函数,对该流程进行了经济优化。对该流程和传统的双塔流程进行了比较,结果表明,该流程可以节省过程能耗66.09%和年总费用60.61%。

蒸发耦合精馏处理含盐甲醇废水的MVR节能工艺

针对分离含盐甲醇废水体系能耗高的特点,运用了MVR热泵技术,将蒸发与精馏有机地耦合在一起。在单效蒸发耦合常规精馏工艺的基础上,提出了MVR蒸发耦合常规精馏及热泵精馏工艺以及带预热的MVR蒸发耦合热泵精馏工艺。选用修正后的ELECNRTL电解质热力学模型,以能耗和年总费用(ATC)最低作为目标函数,对以上提出的几种工艺进行模拟与优化。研究结果表明:基于MVR蒸发的基础再应用热泵技术更具经济优势,可以分别减少ATC和能耗17.18%和45.37%。带预热的MVR蒸发耦合热泵精馏工艺与MVR蒸发耦合热泵精馏工艺相比又可以减少ATC8.12%,减少能耗27.41%,是处理含盐甲醇废水的最佳工艺路线。

基于TVR和MVR热泵技术的苦卤水双效蒸发工艺研究

针对苦卤水蒸发浓缩工艺高能耗、高成本的特点,将TVR与MVR 2种热泵节能技术应用于该工艺的节能研究,提出了TVR热泵及TVR耦合MVR热泵2种双效蒸发节能工艺。选用ELECNRTL电解质模型模拟该苦卤水体系,同时以能耗和年总费用(ATC)作为蒸发工艺的评价指标,对上述2种节能工艺进行模拟以及优化。研究结果表明,与常规双效蒸发工艺相比,TVR热泵双效蒸发工艺能耗平均减少61.5%,ATC平均节省70.3%;而TVR耦合MVR热泵双效蒸发工艺能耗平均减少71.4%,ATC平均节省69.3%。与TVR热泵双效蒸发工艺相比,TVR耦合MVR热泵双效蒸发工艺能耗平均减少25.8%。由各自ATC计算结果可知,对于电力资源丰富的区域,选用TVR耦合MVR热泵双效蒸发工艺较为合适,而对于淡水资源丰富的区域,选用TVR热泵双效蒸发工艺更为合适。

冷风机的经济优化

本文介绍了结霜工况下冷风机的经济优化设计方法。在设计过程中 ,考虑了翅片表面结霜随着时间增长及其对传热和空气流动阻力的影响 ,肋片节距、除霜间隔时间对冷风机换热性能和年总费用的影响 ,为优化设计过程中蒸发温度、蒸发器的列数和排数的选取提供了理论依据。在以上分析的基础上 ,建立了相应的数学模型 。

超大型火力发电机组冷却水泵优化配置

为了达到节能降耗的目的,对火力发电厂1000MW机组冷却水系统1台机组配3台冷却水泵单元制、1台机组配2台冷却水泵单元制和扩大单元制3种配置进行技术经济比较。从工程费用、冷却水泵的年耗电量及发电机组的微增出力几个方面综合分析讨论认为:1台机组配3台冷却水泵单元制冷却水系统对于双背压凝汽器的超大型机组是较为经济合理的冷却水泵配置和运行方式。