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《天津大学》 2013年
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精馏塔内部能量集成方式及其比较

陈大为  
【摘要】:本文考察了一种新型的精馏塔节能技术——精馏塔内部能量集成技术。通过实验和模拟手段,研究了内部能量集成精馏塔(HIDiC)及其多种简化方案的节能效果和经济可行性,并与热泵精馏进行了对比。 建立了一套散装填料套管式HIDiC实验装置,以乙醇——水物系为例,考察了内外塔间的传热效果以及传热对传质过程的影响。测得的总传热系数在750~1000W/(m2·K)之间,并且随着传热温差的增大而减小。被冷却的内塔分离效率基本不变;被加热的外塔分离效率随着传热量的增大明显下降。 使用化工流程模拟软件Aspen Plus11.1结合Microsoft Excel2003对HIDiC分离丙烯丙烷的表现进行了模拟研究。考察了将HIDiC的整塔段传热简化为几点外部换热的简化HIDiC方案,优化了换热位置、换热量分配等参数,以达到能耗最低。与HIDiC比较后发现,简化HIDiC可以在保持原有节能效果的前提下大大减小换热设备的投资,降低年度总费用,经济性和可行性都更好。提出了HIDiC结合热泵以及倒置耦合HIDiC两种由HIDiC衍生出的新型精馏能量集成方案,发现前者可以作为HIDiC内部所需换热面积过大时的一种替代方案,而后者对于所分离的物系以及分离精度有着较为严格的要求。 以相同的最小换热温差为基准,以年度总费用为目标,横向比较了HIDiC、简化HIDiC和热泵精馏方案;发现在各自的最优理论板数和相同的最小换热温差下,热泵精馏的总能耗费用和年度总费用均为最低,简化HIDiC的稍高,HIDiC的能耗和总费用则为最高。如果在不同的最小换热温差下比较,结果会产生相应的变化,所以比较标准的选择对比较结果有着重要的影响。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TQ053.5

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 陈大为;精馏塔内部能量集成方式及其比较[D];天津大学;2013年
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