考虑新氢纯度的氢网络夹点分析.pdf

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1、化工进展2017年第36卷第3期CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·887·考虑新氢纯度的氢网络夹点分析梁靖靖，刘桂莲（西安交通大学化学工程与技术学院，陕西西安710049）摘要：基于夹点法，对考虑新氢纯度的氢网络集成进行了研究。利用AspenPlus建立了天然气蒸气转化制氢过程的模拟模型。在考虑原料气、除氧水、冷却水、副产蒸气、变压吸附、压缩机用电等主要能耗的前提下，计算出系统总费用，对整个过程进行了能耗分析。通过改变产氢摩尔分数，得到相应的单位产氢量费用，进一步拟合出了新氢生

2、产成本随产氢摩尔分数变化的定量关系式。在此基础上，对某炼厂的氢网络案例进行优化，作出不同氢源线下的节氢费用-新氢摩尔分数关系图、新氢消耗费用-新氢摩尔分数图。通过分析夹点位置随新氢摩尔分数改变的变化趋势可知，在满足氢网络要求下，节省费用随新氢摩尔分数的增大而增大，新氢消耗费用随摩尔分数的增大而减少。因此，在该氢网络中，高纯度的新氢有利于系统节能。关键词：氢网络；新氢摩尔分数；制氢模拟；优化中图分类号：TQ021.8文献标志码：A文章编号：1000–6613（2017）03–0887–06DOI：10.16085/j.is

3、sn.1000-6613.2017.03.016PinchanalysisforthehydrogennetworkwiththeconcentrationoffreshhydrogenconsideredLIANGJingjing，LIUGuilian（SchoolofChemicalEngineeringandTechnology，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，Shaanxi，China）Abstract：Basedonthepinchmethod，thehydrogenne

4、tworkisintegratedwiththeconcentrationoffreshhydrogenconsidered.AspenPlussoftwareisusedtosimulatethehydrogenproductionprocessofnaturegassteamreformingproducingfreshhydrogenwithdifferentconcentrations.Thesimulationresultsareusedtoconducttheenergyconsumptionanalysis

5、，andcalculatethetotalcostincludingtherawmaterialgas，oxygenwater，coolingwater，by-productofsteam，pressureswingadsorption，compressorelectriccosts.Theproductioncostincreasesasthefreshhydrogenconcentrationincreases，andthequantitativerelationshipbetweenthemisdetermined

6、.Inthecasestudy，thehydrogennetworkofapetrochemicalenterpriseisoptimizedusingthatrelationship.Consideringdifferenthydrogensourceconditions，theconservedcostversusconcentrationandtotalcostversusconcentrationdiagramsareplotted，andthetrendofhydrogenpinchisdepicted.Wit

7、htherequirementofthehydrogennetworksatisfied，theconservedcostincreasesasthefreshhydrogenconcentrationincreases，whilethetotalcostdecreases.Itisconcludedthatthefreshhydrogenwithhighpuritycanbenefittheenergysavinginthehydrogennetworkdesign.Keywords：hydrogennetwork；c

8、oncentrationoffreshhydrogen；hydrogenproductionprocesssimulation；optimization氢气是炼油过程加氢工艺的重要原料，主要用收稿日期：2016-08-30；修改稿日期：2016-10-24。基金项目：国家自然科学基金重点项目（21476180）。于油