透热精馏有效能分析和节能方法的研究

【摘要】： 透热是在塔内不同塔板位置上,根据需要设置多个加热器或冷凝器以降低能量品位,减少有效能损失。透热塔包含了多再沸器提馏塔、多冷凝器精馏塔以及含有精馏和提馏段精馏塔三种情况。 本文以正丙醇—异丙醇为例分别对透热精馏、提馏塔的节能优越性进行了模拟对比,并得出一种通用的获得最小有效能损失的透热能量分配方法。即可以精确得出不同物系不同条件下透热塔所需再沸器或冷凝器的数量、位置和功率。 本文首先用ASPEN PLUS软件对普通精馏、提馏塔的有效能损失和热负荷进行模拟计算,并探讨不同理论板数、进料浓度和产品浓度对普通塔每块板和全塔有效能损失的影响。然后分别用三种能量分配原则(1)按有效能损失图分配;(2)按塔板组成差分配;(3)平均分配能量对透热精馏、提馏塔的每块塔板进行能量分配。使用Minitab软件计算后得出获得最小有效能损失的最优能量分配方法,并进一步考察了进料组成和产品浓度对透热精馏、提馏塔的影响。 结果表明:在普通塔中,进料板上的有效能损失最大;全塔总有效能损失随理论板数的增多而减小;进料组成和产品组成差值越大,有效能损失越大。对于正丙醇—异丙醇物系,无论透热精馏塔还是透热提馏塔,依据普通塔的有效能损失图原理进行能量分配是最佳方案。其在透热精馏塔中,有效能最多减少了44.2%;透热提馏塔的有效能最多减少15.7%。并且结论显示,无论哪种能量分配方式,透热塔均比常规塔降低有效能损失。在给定的能量分配下,达到规定的分离效果,透热塔比常规塔冷凝器、再沸器消耗的能量低。 【关键词】：透热 有效能 ASPEN PLUS Minitab
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TQ028.31
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 文献综述8-18
• 1.1 透热精馏技术8-12
• 1.1.1 透热精馏技术应用背景8-10
• 1.1.2 透热精馏技术原理10-11
• 1.1.3 透热精馏技术应用前景11-12
• 1.2 有效能分析法12-17
• 1.2.1 三种热力学分析方法12-14
• 1.2.2 有效能理论14-16
• 1.2.3 有效能分析法的发展和应用16-17
• 1.3 本文的工作17-18
• 第二章 普通精馏和透热精馏的有效能分析18-36
• 2.1 普通精馏的有效能分析18-23
• 2.2 透热精馏的有效能分析23-34
• 2.2.1 能量分配模拟和有效能分析23-32
• 2.2.1.1 按有效能损失分配图分配能量24-28
• 2.2.1.2 按塔板组成差变化图分配能量28-32
• 2.2.1.3 平均分配能量32
• 2.2.2 物系进料组成和产品浓度对于透热精馏节能效果的影响32-34
• 2.2.2.1 不同产品浓度下的透热精馏模拟及有效能分析32-33
• 2.2.2.2 不同进料组成下的透热精馏模拟及有效能分析33-34
• 2.3 本章小结34-36
• 第三章 普通提馏和透热提馏的有效能分析36-54
• 3.1 普通提馏的有效能分析36-42
• 3.2 透热提馏的有效能分析42-52
• 3.2.1 能量分配模拟和有效能分析42-50
• 3.2.1.1 按有效能损失分配图分配能量42-46
• 3.2.1.2 按塔板组成差变化图分配能量46-50
• 3.2.1.3 平均分配能量50
• 3.2.2 物系进料组成和产品浓度对于透热提馏节能效果的影响50-52
• 3.2.2.1 不同产品浓度下的透热提馏模拟及有效能分析50-51
• 3.2.2.2 不同进料组成下的透热精馏模拟及有效能分析51-52
• 3.3 本章小结52-54
• 第四章 结论与展望54-56
• 4.1 结论54-55
• 4.2 展望55-56
• 第五章 符号说明56-57
• 第六章 附录57-61
• 参考文献61-64
• 发表论文和参加科研情况说明64-65
• 致谢65

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