本文關鍵詞：基于自回熱理論的精餾過程節(jié)能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：精餾是化工過程中最常用并且最有效的分離過程。但是在傳統(tǒng)的精餾工藝中,塔頂蒸汽冷凝時的熱量排棄以及塔釜液再沸時對熱量的需求,導致了整個工藝能耗巨大,能量利用效率低下。目前雖有一些節(jié)能措施用以改進現(xiàn)有系統(tǒng),如多效精餾、熱偶精餾及熱泵精餾等,但都各有不同程度的局限性以及因系統(tǒng)復雜化而造成的?損過大、成本增加等問題。因此,有必要設計一種能耗低且能量利用率高的精餾系統(tǒng)。本文引入“自回熱”理論,對其原理進行分析,設計了一種基于自回熱理論的甲醇-水精餾系統(tǒng)。在給定的設計要求下建立變量設計模型以確定操作參數(shù);同時建立系統(tǒng)主要單元的熱力計算模型,進行物料、能量衡算;最后利用Aspen plus軟件,建立系統(tǒng)模型并進行流程模擬。在確定了以上基礎數(shù)據(jù)后,分析了工藝過程用能的特點,并以該特點為基礎,建立能量分析模型,包括基于“工藝用能三環(huán)節(jié)”理論的系統(tǒng)能量分析以及基于“T-H”圖的能量有效利用分析。結果表明傳統(tǒng)系統(tǒng)回收利用的能量僅占過程總用能的5.9%,還需熱公用工程再供入94.1%的熱量;而自回熱系統(tǒng)的能量回收率達到了88.71%,僅需供入11.29%的電能;另外,自回熱系統(tǒng)相比傳統(tǒng)系統(tǒng)凈供入能降低86.43%。說明新方案能量有效利用率更高。建立?的基本計算模型、過程?平衡模型及設備?損失計算模型;以三環(huán)節(jié)理論為基礎,建立?評價模型。最后將傳統(tǒng)系統(tǒng)與自回熱系統(tǒng)進行對比分析,結果表明傳統(tǒng)系統(tǒng)有效?轉(zhuǎn)換率63.66%,而自回熱系統(tǒng)為93.18%,說明能量供入方式后者優(yōu)于前者;同時自回熱系統(tǒng)的?循環(huán)利用效率61.42%遠大于傳統(tǒng)系統(tǒng)的1.38%;并且新系統(tǒng)的凈?損比傳統(tǒng)系統(tǒng)降低56.69%。說明新系統(tǒng)?回收利用率高,?損低,改進方案更為合理。最后進行了經(jīng)濟性分析,表明綜合考慮能量成本及非能量成本,自回熱系統(tǒng)每年可比傳統(tǒng)系統(tǒng)節(jié)約76%的成本。另外,在鍋爐效率70%,發(fā)電熱效率30%的前提下,前者所需的標煤年比后者降低75.18%。最后對自回熱系統(tǒng)進行熱經(jīng)濟性分析,指出了該系統(tǒng)優(yōu)化的方向。
【關鍵詞】：精餾 自回熱理論 能量分析 ?分析 成本分析 熱經(jīng)濟學
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ028.31
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 課題背景13-17
• 1.1.1 精餾過程的能耗問題13
• 1.1.2 精餾過程節(jié)能技術13-17
• 1.1.3 課題的提出17
• 1.3 自回熱理論17-19
• 1.4 自回熱理論的研究現(xiàn)狀19
• 1.5 本文研究內(nèi)容與組織結構19-21
• 第二章 基于自回熱理論的甲醇精餾系統(tǒng)的設計21-36
• 2.1 系統(tǒng)設計基礎21-22
• 2.1.1 精餾原理21
• 2.1.2 傳統(tǒng)甲醇精餾工藝21-22
• 2.2 基于自回熱理論的甲醇-水精餾系統(tǒng)的設計22-29
• 2.2.1 自回熱甲醇-水精餾系統(tǒng)流程設計22-23
• 2.2.2 系統(tǒng)變量設計23-29
• 2.3 系統(tǒng)熱力計算29-34
• 2.3.1 系統(tǒng)衡算模型29-30
• 2.3.2 設備單元的計算模型30-34
• 2.4 計算結果34-35
• 2.5 本章小結35-36
• 第三章 系統(tǒng)用能分析36-45
• 3.1 工藝過程的用能特點36
• 3.2 基于“三環(huán)節(jié)”理論的能量分析36-41
• 3.2.1 工藝用能三環(huán)節(jié)理論36-38
• 3.2.2 計算模型38
• 3.2.3 計算結果及分析38-41
• 3.3 基于溫焓圖的有效能回收情況分析41-44
• 3.3.1 溫焓圖41-43
• 3.3.2 計算結果及分析43-44
• 3.4 本章小結44-45
• 第四章 系統(tǒng)?分析45-61
• 4.1?的基本理論45-46
• 4.1.1 ?的概念45
• 4.1.2 能量轉(zhuǎn)換特點45-46
• 4.2 ?的計算46-56
• 4.2.1 ?的基本計算46-47
• 4.2.2 流動過程?平衡計算模型47-50
• 4.2.3 計算結果及分析50-56
• 4.3 基于“三環(huán)節(jié)”理論的?分析56-59
• 4.3.1 計算模型56-57
• 4.3.2 計算結果及分析57-59
• 4.4 本章小結59-61
• 第五章 系統(tǒng)經(jīng)濟性分析61-73
• 5.1 成本分析61-63
• 5.1.1 成本估算61-63
• 5.1.2 成本估算結果及分析63
• 5.2 能耗指標及特性63-66
• 5.2.1 能耗指標63-64
• 5.2.2 能耗特性分析64-66
• 5.3 自回熱系統(tǒng)的優(yōu)化66-72
• 5.3.1 熱經(jīng)濟學方法模型66-68
• 5.3.2 自回熱甲醇精餾系統(tǒng)的熱經(jīng)濟分析68-72
• 5.4 本章小結72-73
• 第六章 總結與展望73-75
• 總結73-74
• 展望74-75
• 參考文獻75-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士學位期間取得的成果80

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