导读:本文包含了内部热耦合论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:蒸馏,内部热耦合塔,热力学分析,节能
内部热耦合论文文献综述
方静,刁梦宇,李春利,轩碧涵[1]（2019）在《内部热耦合塔的热力学分析和节能研究》一文中研究指出提出了一种运用熵法对内部热耦合塔可逆性进行分析的方法。以乙醇-水体系为例证明了热耦合塔相比于传统塔较优的节能优势,并确定了该塔的最佳操作范围。本文根据热力学第二定律,对热耦合塔的热力学效率以及熵增的公式进行推导,从理论上证明了热耦合塔在节能方面优于传统塔,又结合实验数据分别对其进行了详细计算。结果表明:为实现两塔段间较优的传热推动力,将该塔的可操作压缩比初步缩小到1.8～2.6;压缩比为2.2时塔顶塔釜能耗最低;压缩比为2.5时,全塔热力学效率最高;操作压缩比操作范围在2.2～2.5时,全塔的熵增优于全部操作范围内的平均值,认为在该范围内热耦合塔的可逆性更高,节能效果更优。综合考虑能耗、热力学效率及熵增等各项参数,压缩比2.2～2.5为该塔的最佳操作范围。(本文来源于《化工进展》期刊2019年02期）
方静,刁梦宇,李春利,刘庆,赵睿琛[2]（2018）在《内部热耦合塔的传热研究》一文中研究指出以中试规模的内部热耦合塔为研究对象、乙醇-水为待分离物系,计算了该塔传热过程中两塔段间实际的传热量;通过分析实际传热量随压缩比的变化,确定了该塔的最佳压缩比。通过实验数据得出,两塔段内的温度及塔间对应位置间的温差均随压缩比的增大不断增加。为了实现较优的正向传热推动力,将该塔的可操作压缩比范围缩小到1.8~2.6。将通过传热模型计算得到的传热量带入Aspen Plus软件中进行模拟,得到精馏段的内回流量和提馏段的蒸汽增量随压缩比的增大不断增大。精馏段塔壁上的液膜逐渐增厚及提馏段汽化量的不断增加,在一定程度上阻碍了热量传递。综合考虑各因素,当压缩比小于2.0时,实际传热量随压缩比的增大明显增大,节能明显;压缩比大于2.0后,传热量趋于不变,节能优势减弱;最佳操作压缩比定为2.0。(本文来源于《石油化工》期刊2018年07期）
李红实,王雪菲,李春利,杜季颖,方静[3]（2018）在《气液分开进料内部热耦合精馏塔的优化设计》一文中研究指出以近沸程的正丁醇和异丁醇为模拟物系,对内部热耦合精馏塔(HIDiC)的进料方式进行改进。在固定压缩比(R_p=3)和产品摩尔分数(0.998)下,分别对常规进料的HIDiC和气液分开进料的HIDiC在不同气相分率、进料位置下的总操作费用进行计算,结果表明分开进料时的总操作费用最小,节能效果最好。证明了气液分开进料的HIDiC节能潜力优于常规进料的HIDiC,并对分开进料的HIDiC的控制方案进行研究,通过模拟优化,选用改进的温度组成串级控制方案,较之前的温度组成串级控制方案进一步降低了塔釜产品的稳定时间,达到了产品纯度和温度平稳恢复的最佳控制效果。(本文来源于《化学工程》期刊2018年05期）
付尧[4]（2018）在《基于wave理论的内部热耦合空分塔动态建模及控制方案设计》一文中研究指出低温精馏的空分过程是生产大量高纯氮气和氧气的重要工业过程,能耗很高,但能源利用率却非常低。在全球能源日渐紧缺的整体环境下,内部热耦合空分塔被认为是空分节能技术中最具有潜力的一种。但是由于内部热耦合的复杂结构和空气多元非理想混合物系结合,导致内部热耦合空分塔的动态建模和控制方案的设计非常困难,尤其针对目前需求量越来越大的高纯和超高纯空分产品的控制方案设计,更是罕有报道。如何有效地建立内部热耦合空分塔非线性动态模型以及设计控制性能良好的控制方案,对于将这种潜力巨大的技术商业化具有深远的意义,也是整个行业研究的前沿。本文的主要工作及创新如下:(1)建立了全塔耦合结构的内部热耦合空分塔的机理模型,分析了内部热耦合空分塔的动态特性。设计出了 PID控制方案、一阶控制模型的内模控制方案、具有反向响应特性的二阶控制模型的内模控制方案、一般模型控制方案以及具有解耦功能和控制模型参数在线校正环节的改进的一般模型控制方案。同时,在中纯产品浓度的内部热耦合空分塔模型仿真中,对上述控制方案的性能和效果进行了分析比较。(2)基于wave理论,首先推导了内部热耦合空分塔的组分浓度单板波速,在此基础上当全塔受到干扰时,进行了 wave特性分析。从宏观角度,推导了内部热耦合空分塔的组分浓度整塔波速。在引入浓度波形的经验函数后,建立了基于组分浓度整塔波速的wave非线性模型,并从wave理论角度对不同产品纯度的内部热耦合空分塔的动态特性进行了观测。(3)考虑到浓度波在传播过程中形状并不是完全恒定的情况,推导出了内部热耦合空分塔的组分浓度整塔修正波速,建立了基于组分浓度整塔修正波速的wave非线性模型,并对内部热耦合空分塔的部分动态特性进行了分析验证,证明了 wave模型的准确度很高,分析了 wave模型相比传统模型带来的模型简化优势。设计出了基于wave模型的一般模型控制方案以及广义化的一般模型控制方案,并针对高纯产品浓度的内部热耦合空分塔进行了控制仿真研究,结果表明了所设计的控制方案的有效性。(4)在内部热耦合空分塔两端产品浓度超高纯的情况下,wave波速表达式中包含的全塔浓度误差累加环节会降低模型精度,影响控制方案性能。针对此问题对wave模型进行了改进,并且将改进的模型与广义化的一般模型控制方案相结合,在超高纯的内部热耦合空分塔控制仿真中,表现出更优秀的控制性能。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-03-01）
李春利,杜季颖,张林,李晓春[5]（2018）在《内部热耦合精馏塔的传热及优化》一文中研究指出为研究同轴式内部热耦合精馏塔(HIDiC)在不同压缩比下的传热量和传热系数,以乙醇-水为分离物系,在自制中试装置中进行了实验研究。建立了同轴式HIDiC的传热模型即利用闪蒸罐代替塔板,计算进出闪蒸罐物流的焓值差,从而得到精馏段与提馏段板间换热量,并通过划分区域的方法计算了传热系数。以年度总费用(TAC)作为优化指标研究了实现外回流为零时所需的外部换热器的个数。结果表明:当压缩比为2.2时,塔间传热量最大,冷凝器和再沸器的负荷最低,且压缩比与传热系数的关系为负相关;随着精馏段与提馏段板间最小换热温差的增大,所需外部换热器个数不断减少,TAC呈现降低的趋势,当外部换热器个数为1,即热量耦合位置为精馏段第一块板与提馏段第一块板时,TAC最低。(本文来源于《化工进展》期刊2018年01期）
杜季颖[6]（2017）在《内部热耦合塔的优化设计与动态控制》一文中研究指出精馏在化学工业中应用广泛,精馏过程的能耗大约占化工生产总能耗的30%,其热力学效率仅为5%-20%,是一种高能耗,低能量利用率的单元操作过程。内部热耦合精馏(HIDiC)降低了过程的不可逆性,增加过程的热力学效率。以乙醇-水二元物系为研究对象,对同轴式内部热耦合塔(HIDiC)进行实验研究,在连续操作条件下,得到塔内的温度分布图。通过计算传热系数和温差,得到精馏段和提馏段塔间的传热量。相比于普通精馏塔,压缩比为2.2时,同轴式HIDiC节约能量62.6%,操作费用减少23.46%。研究压缩比和进料热状态对热泵精馏、差压精馏和内部热耦合精馏叁种构型的影响。对苯-甲苯二元物系进行研究,结果表明对于热泵精馏,当压缩比为2.4,汽相分率为0.2时,热泵精馏的操作费用最低。对于差压精馏,当压缩比为2.4,汽相分率为0时,操作费用最低。对于内部热耦合精馏压缩比为2.1时,汽相分率为0.2时,操作费用最低。在此基础上对叁种构型的精馏过程进行年度总费用(TAC)的计算,结果发现:相比于常规单塔流程,热泵、差压和内部热耦合精馏流程节能效果都明显,且内部热耦合精馏塔的TAC最低。由于进料热状态对HIDiC的节能有很大的影响,对于分开进料的HIDiC,汽相从提馏段进入,液相从精馏段进入。对近沸程正丁醇-异丁醇二元物系进行研究,结果表明分开进料的操作费用均低于常规HIDiC,且当汽相分率为0.2时节能效果较好,优化气液相进料位置得到,当NF=2时,分开进料的操作费用最低。对分开进料的HIDiC采用以组成控制为基础的控制方案,但波动峰值大,恢复周期较长。据此提出了温度组成串级控制方案,塔顶和塔釜产品纯度波动峰值明显降低,且达到稳定状态所需的时间大幅缩短;最后提出了控制塔釜杂质(异丁醇)浓度的改进的温度组成串级控制方案,进一步降低了塔釜产品的稳定时间,达到了产品纯度和温度平稳恢复的最佳控制效果。(本文来源于《河北工业大学》期刊2017-06-01）
轩碧涵[7]（2017）在《内部热耦合精馏塔的传热及节能效果研究》一文中研究指出精馏是液相分离过程首选的单元操作之一,同时也是能耗较大的单元操作之一,其能耗约占整个化工工业用能的40%左右,但其过程的热力学效率却很低,只有5~20%。内部热耦合精馏塔(HIDiC)和传统精馏塔(CDiC)相比具有高热力学效率和低能耗的优势,因而在能源日趋紧张的国际环境下受到国内外学者的广泛关注。本文做了以下几方面研究,旨在为热耦合精馏过程提供基础数据,为HIDiC的结构设计指明方向,并且通过研究寻找最适宜的操作范围。本文以乙醇和水为分离物系,采用自制同轴式内部热耦合塔中试装置,在全回流和连续进料操作条件下,对该塔的性能及节能效果进行了系统的实验研究,获取了不同压缩比下的全塔温度分布,对实验数据初步分析得到了压缩比对传热量、能耗和总传热系数的影响趋势,结果表明,随着压缩比的增大,HIDiC精馏段和提馏段之间的温差不断增大,传热量呈先增大后平稳的趋势,总传热系数则随压缩比的增大而减小,因此在影响总传热量的各个因素中,温差的影响大于总传热系数的影响。建立了HIDiC传热模型,并进行一系列绝热模拟研究,发现模拟得到的温度分布与实验中的温度分布吻合良好,因此在热量分布方面,本文建立了跟符合实际的传热模型,将传热系数经验公式应用于计算总传热系数。对比了总传热量的预测值和实验值,表明了计算方法的可靠性;对比不同压缩比下的操作线发现,对于乙醇-水物系,内部热耦合使精馏段的传质推动力升高,使提馏段传质推动力降低。以热力学第二定律为基础,对内部热耦合精馏过程进行热力学推导,运用熵分析法明确了HIDiC的熵增小于传统精馏过程,能够降低精馏过程的不可逆性,提高精馏过程的热力学效率,降低能耗。以热力学第一定律为基础,比较不同压缩比下两塔段之间的换热量,HIDiC比常规精馏塔平均节约热量25.36%,平均节约冷量62.25%。根据热力学推导计算了HIDiC的热力学效率及其提高的百分比和熵增及其降低的百分比,结果表明HIDiC比常规精馏塔热力学效率平均提高了35.47%,熵增平均降低了24.53%。并且得到了最佳操作压缩比的范围为2.2~2.5,在此范围内,各项节能参数平均值均优于全部操作压缩比范围的对应数据。(本文来源于《河北工业大学》期刊2017-05-01）
方静,赵蕊,李春利,轩碧涵[8]（2016）在《同轴式内部热耦合精馏塔的传热性能》一文中研究指出提出了一种以实验物系的物性数据为基础的计算同轴式内部热耦合精馏塔(HIDi C)总传热系数的方法。本文以乙醇-水为实验物系,以自行搭建的中试规模同轴式HIDi C为研究对象,通过在不同压缩比下(1.4~2.6,步长为0.1)的连续操作实验研究,得到塔内的温度分布,通过计算两塔段的相变给热系数来计算该塔的总传热系数和精馏塔段与提馏塔段间的换热量。在同轴式HIDi C中乙醇-水实验物系总传热系数的计算值在300~800W/(m~2·K),并且随着压缩比的增大而逐渐降低。在操作条件和产品纯度与实验值保持一致的情况下,将精馏塔段与提馏塔段间换热量的计算值带入软件中模拟,得到的全塔温度分布与实验中的温度分布在误差范围内吻合良好,证明本文计算同轴式HIDi C总传热系数的方法切实有效。(本文来源于《化工进展》期刊2016年08期）
王华明,丛琳[9]（2016）在《基于广义一般模型控制的内部热耦合精馏塔高纯控制研究》一文中研究指出高纯内部热耦合精馏塔(HIDi C)具有很强的非线性特性、复杂的动态特性及耦合性,给控制方案的设计带来了极大的困难。传统的基于数据的模型或近似模型无法精确的反应精馏过程的动态特性。本文将广义一般模型控制理论(GGMC)运用到内部热耦合精馏塔的控制设计中,建立了HIDi C的广义一般模型控制(GGMC)策略,在苯-甲苯物系的实例研究中与传统的基于数据模型的一般模型控制(TGMC)进行比较,研究结果表明GGMC在伺服控制和干扰控制的表现都明显优于TGMC,GGMC控制方案较传统的一般模型控制方案更加稳定可靠。(本文来源于《第27届中国过程控制会议（CPCC2016）摘要集》期刊2016-07-31）
王华明,丛琳[10]（2016）在《基于非线性wave模型的内部热耦合精馏塔在线估计研究》一文中研究指出内部热耦合精馏塔(HIDiC)具有很强的非线性特性、复杂的动态特性及耦合性,非线性wave模型是一种有效描述HIDi C的降阶模型。wave模型中的拐点和波形参数无法直接测量,本文提出了一种在线估计器设计方法,首先离线确定观测位置,保证有限的观测位置能够充分包含待估计变量的信息,然后在线估计拐点与波形参数,并结合非线性wave模型对各塔板的浓度进行实时预测。研究结果表明,本文所设计的在线估计器能够准确预测各塔板浓度。(本文来源于《第27届中国过程控制会议（CPCC2016）摘要集》期刊2016-07-31）
内部热耦合论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
以中试规模的内部热耦合塔为研究对象、乙醇-水为待分离物系,计算了该塔传热过程中两塔段间实际的传热量;通过分析实际传热量随压缩比的变化,确定了该塔的最佳压缩比。通过实验数据得出,两塔段内的温度及塔间对应位置间的温差均随压缩比的增大不断增加。为了实现较优的正向传热推动力,将该塔的可操作压缩比范围缩小到1.8~2.6。将通过传热模型计算得到的传热量带入Aspen Plus软件中进行模拟,得到精馏段的内回流量和提馏段的蒸汽增量随压缩比的增大不断增大。精馏段塔壁上的液膜逐渐增厚及提馏段汽化量的不断增加,在一定程度上阻碍了热量传递。综合考虑各因素,当压缩比小于2.0时,实际传热量随压缩比的增大明显增大,节能明显;压缩比大于2.0后,传热量趋于不变,节能优势减弱;最佳操作压缩比定为2.0。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
内部热耦合论文参考文献
[1].方静,刁梦宇,李春利,轩碧涵.内部热耦合塔的热力学分析和节能研究[J].化工进展.2019
[2].方静,刁梦宇,李春利,刘庆,赵睿琛.内部热耦合塔的传热研究[J].石油化工.2018
[3].李红实,王雪菲,李春利,杜季颖,方静.气液分开进料内部热耦合精馏塔的优化设计[J].化学工程.2018
[4].付尧.基于wave理论的内部热耦合空分塔动态建模及控制方案设计[D].浙江大学.2018
[5].李春利,杜季颖,张林,李晓春.内部热耦合精馏塔的传热及优化[J].化工进展.2018
[6].杜季颖.内部热耦合塔的优化设计与动态控制[D].河北工业大学.2017
[7].轩碧涵.内部热耦合精馏塔的传热及节能效果研究[D].河北工业大学.2017
[8].方静,赵蕊,李春利,轩碧涵.同轴式内部热耦合精馏塔的传热性能[J].化工进展.2016
[9].王华明,丛琳.基于广义一般模型控制的内部热耦合精馏塔高纯控制研究[C].第27届中国过程控制会议（CPCC2016）摘要集.2016
[10].王华明,丛琳.基于非线性wave模型的内部热耦合精馏塔在线估计研究[C].第27届中国过程控制会议（CPCC2016）摘要集.2016