复杂化工过程系统的能值计算方法

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1、第64卷第1期化工学报Vo1．64No．12013年1月CIESCJourna1January2013复杂化工过程系统的能值计算方法罗神青，胡尊燕，袁希钢(化学工程联合国家重点实验室，天津大学化工学院，天津300072)摘要：针对复杂过程系统的生态化设计，研究系统内部及输出流股能值的计算策略和方法。基于系统能量或质量流程图，确定系统内外的能流、物流的分布和能量分配系数，通过建立复杂系统能值计算的循迹法，确定系统各种输入能值在系统内的分配，解决复杂系统内部联结各单元的流股能值准确计算问题。基于该方法，对玉米燃料乙醇生产过程系统

2、进行了能值分析和评价。关键词：能值分析；复杂系统；化工过程生态化设计DOI：10．3969／j．issn．0438—1157．2013．O1．035中图分类号：TQ021．8文献标志码：A文章编号：0438—1157(2013)01—0311—07MethodforcalculatingstreamemergyincomplexchemicalprocesssystemsLUOYiqing，HUZunyan，YUANXigang(StateKeyLaboratoryofChemicalEngineering，Schoolof

3、ChemicalEngineeringandTechnology，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Inthispaper，amethodforcalculatingemergysofoutputstreamsandinnerstreamsofchemicalprocesssystemwasproposedfortheoptimaldesignofthesystems．Basedonaenergyormassflowdiagram，thedistributionso

4、fmaterialflowsandtheenergydistributingcoefficientaredetermined，andthenatrackingmethodwasproposedtocalculatetheemergysforthecomplexsystembyestimatingthedistributingparametersofinputemergyamongtheinnerstreams．Theproposedmethodwasappliedtotheemergyanalysisofacornruele

5、thanolproductionprocess．Keywords：emergyanalysis；complexsystems；eco—chemicalprocessdesign括环境在内的更大的系统，因而需要从能源与资源士丘的消耗以及产出的收益来更全面地权衡化工生产过程可持续性。为此，产品的生命周期分析是研究化传统化工过程设计主要是以最大经济收益为目工过程及其产品可持续性的有效方法[2]。近年来，标的，而可持续发展则要求化工过程设计必须同时考虑环境、安全乃至气候影响等生态化指标，这给循环经济理念被广泛接受[5]，它又为化工过

6、程系化工过程分析、评价以及优化设计提出了新的挑统的优化增加了工业经济这一新的坐标，进而提出战。多目标优化_1是解决这一问题的一种较为直接了生态工业园区的思想_6_8]，这开启了化工过程生的方法。本质上，生态化指标的考虑已经将化工过态化发展研究新的前沿。然而化工过程生态化设计程优化问题的边界由原来的化工过程本身扩大到包中各种评价指标的物理含义各异，相互冲突又关2012—08—10收到初稿，2012一O9—28收到修改稿。Receiveddate：2012—08—10．联系人：袁希钢。第一作者：罗秫青(1966一)，女，副研Co

7、rrespondingauthor：Prof．YUANXigang，yuanxg@tjuedu．cn究员。Foundationitem：supportedbytheNationalNaturalScience基金项目：国家自然科学基金项目(21176178)；天津市科技FoundationofChina(21176178)andKeyProjectsintheNational支撑计划重点项目(1lZCKFGX02400)。Science＆TechnologyPillarProgramofTianjin(11ZCKFGX024

8、00)．·32·第64卷联，要科学、准确地评价化工过程的生态化目标，的历史积累。此外，在工业过程系统中，物流、能仅靠多目标非劣解边缘(Pareto)加以权衡，或简流以及最终产品等的能值与采用的工艺过程有关，单的影响因子(权重系数)方法已经不能满足需这完全不同于系统生态学中各种生态流的能值，