面向CO2分离的膜-深冷耦合过程优化

二氧化碳的分离与纯化是当前的研究热点,而随着环保要求的提高,传统单一的分离手段难以满足行业要求,多种分离方法的集成逐渐得到研究者的重视。以整体煤气化联合循环发电系统(IGCC)流程中二氧化碳的分离与回收环节为例,在流程模拟的基础上,拟合出该体系状态方程的多项式形式。进一步,构建耦合膜-闪蒸超结构数学模型,在设定最低产物纯度和回收率的情况下,以最小化年度费用为目标,筛选出最优的分离序列。

考虑有换热器连接的分离序列综合

多组分混合物精馏分离费用占总投资比例高,目前的精馏分离序列更多的考虑单塔和塔序列内部2个层面的优化,而在实际过程中,塔与塔之间通常因为出入物料流股的温度情况,需要添加换热器,以满足工艺设计的需要,但是添加了换热器之后,所获得的分离序列是否仍然优化是值得商榷的。针对上述问题,以5组分烃的精馏分离为例,考虑了相邻塔之间的操作条件差异并通过在塔间添加外部换热器来保证精馏塔进料的温度要求,在此基础上筛选出精馏塔和换热器总费用优化的分离序列。通过与只考虑精馏塔的优化分离序列对比,发现当操作条件不同时,相邻塔之间换热器的费用会影响优化分离序列的选择。结果表明,在选取优化分离序列时应将相邻塔之间换热器的费用纳入考虑的范围之内。