基于(火用)分析的低温热泵空分精馏研究

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1、DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheMasterDegreeSTUDYoFCRYoGENICAIRSEPARATIoNDISTILLATIONWITHHEAT-PUMPBASEDONEXERGYKN则SIS．WrittenbyJianhuiLiSupervisedbyProf．LingyuZhu一-MajorinChemicalEngineering一CollegeofChemicalEngineeringZheiianl2UniversityfTchnologyLlaelanU

2、nlverslty0eclanoloI上April2014浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：名砬辉日期：刃牛年4n西日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交

3、论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在——年解密后适用本授权书。2、不保密日。(请在以上相应方框内打“v”)作者签名：导师签名：珐彳毫摒水⋯似日期：劢l悻B期：如t庳吐月坯日r月3伸浙江工业大学硕士学位论文基于封U分析的低温热泵空分精馏研究摘要必lJ分析是评价节能效果并指导流程节能改造的重要手段。本文基于由U分析对低温空分精馏的双效流程和热泵流程进行了能效评价，提出了一种适用于多级压缩热泵精馏流程

4、节能优化设计的简化方法并用于设计。本文研究工作主要包括以下三个方面：1．对低温空分精馏的双效流程进行由U分析，确定其封U效率和肖U损瓶颈，评价了增加压缩机的级数、提高压缩效率以及设置低压塔中间再沸器等措施的节能效果。同时建立热泵流程并进行9JU分析，确定复热后压缩并设置多级压缩热泵循环提高封U效率的节能设计思路。2．针对多级压缩热泵精馏流程优化命题的复杂性，结合热泵循环的正J图和CEGCC曲线提出了一种用于该流程节能优化的简化方法。以丙烯热泵精馏为例，评价了该方法在指导多级压缩热泵流程节能优化设计时的准确性。3．将多级压缩热泵精馏节能优化的简化方法用于低温热泵

5、空分流程的优化设计。通过简化方法估算了二级压缩热泵空分流程的节能目标，并给出流程严格模拟所需参数的初值，在流程模拟软件中还原了该流程。将通过严格模拟和简化方法确定的最优操作条件和流程能浙江工业大学硕士学位论文耗进行比较，结果显示简化方法在这两方面都表现了很好的准确性。最终利用该简化方法估算了三级压缩热泵空分流程的节能目标与优化设计参数。关键词：低温空分，封0分析，多级压缩，热泵精馏，简化方法浙江工业大学硕士学位论文STUDYoFCRYoGENICAIRSEnURATIoNDISTILLATIoNWITHHEAT-PUMPBASEDoNEXERGYANALYSI

6、SABSTRACTExergyanalysisiseffectivetoevaluatetheenergyutilizationofchemicalprocessandtoguidetheenergysaving．Itisusedtoevaluatetheenergyefficienciesofcryogenicairseparationdistillationprocesseswithdouble—effectcolumnandheat-pumpcycles．Ashortcutmethodisproposedtoprovideapproximatedopti

7、maldesignofheat—pumpdistillationsystemwithmulti—stagecompressioncycles．Thestudymainlyincludesthefollowingthreeaspects：1．Exergyanalysisisusedtodeterminetheexergyefficiencyandbottleneckofthedouble—effectairseparationprocess．Energysavingimprovementofcompressionstages，compressionefficie

8、ncyandintermediater