氢气系统集成优化与装置设备布置

氢气系统的集成与优化已成为化工节能减排的重要研究方向。文中在综合考虑装置占地因素和氢气提纯回用量的基础上,以年均总费用为优化目标,提出了工程项目中的氢系统优化方法,得出了固定投资费用曲线和总费用曲线。通过曲线分析表明设备布置占地和提纯回用的氢气量存在最优关系,获得最终氢系统优化方案。基于所提出的方法对某化工企业的氢系统和设备布置进行优化,结果表明:合理利用现有副产氢气,可以减少新氢用量、节约土地面积,从而使固定投资费用降低280万元/a,总费用节约1 038万元/a。

基于夹点分析的氢气提纯原料优化研究

针对某炼厂的氢气系统进行氢夹点分析,发现该系统存在夹点以下氢气组分返混的问题。结合炼厂具体情况,VPSA装置的原料气氢气含量较低,具备进一步提升的潜力。以氢夹点分析为指导,提供氢夹点以下氢气提纯的原料优化方法,并提供增加VPSA装置原料氢气含量的具体优化方案。利用Aspen Plus软件定量计算方案尾气压缩机的电耗,并结合氢气提纯量的变化,为各优化方案节氢、节电效益提供数据支撑。经计算,优化方案可进一步回收氢气1120 Nm^(3)·h^(-1),同时还可节电807 kW·h,经济效益显著。

遗传算法优化氢气网络的应用

采用遗传算法,对炼油厂氢气网络进行优化。运用超结构建立氢气网络模型,以最小年度总费用为优化目标,考虑PSA氢气提纯装置的运行费用,以及氢气网络系统中产生的燃料气价值。该算法不易陷入局部最优解,能迅速得到氢气网络的结构与参数,具有获得全局最优解的能力。实例计算验证了方法的有效性。