精餾塔設(shè)備的設(shè)計(jì)及節(jié)能研究進(jìn)展創(chuàng)新實(shí)踐論文-在線瀏覽
2024-07-29 18:46本頁面
【正文】 25報(bào)告書寫結(jié)構(gòu)、邏輯性15文筆流暢20符合寫作規(guī)范10總分100精餾塔設(shè)備的設(shè)計(jì)與節(jié)能研究進(jìn)展摘 要精餾過程是化工過程中最耗能的過程之一。本文總結(jié)了常規(guī)精餾塔，反應(yīng)精餾塔以及分隔壁精餾塔這幾種類型精餾塔的研究進(jìn)展。文章最后對精餾塔的未來研究方向進(jìn)行了展望。 Design。 Energy saving。近年來對于簡單精餾塔設(shè)計(jì)算法的研究，主要集中于兩個(gè)方面：①是對精餾塔常用計(jì)算方法的改進(jìn)與精餾過程新算法的提出，②研究如何用計(jì)算機(jī)對精餾過程進(jìn)行輔助計(jì)算。常用的精餾塔設(shè)計(jì)方法包括圖解法，逐板計(jì)算法，簡捷法等。數(shù)值算法是指在數(shù)學(xué)分析問題中，對使用數(shù)學(xué)近似算法的研究。近幾年來，已有多篇報(bào)道圍繞利用數(shù)值算法對傳統(tǒng)精餾計(jì)算進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。在這個(gè)研究中，研究者通過已知的平衡數(shù)據(jù)，使用ＭＡＴＬＡＢ編程模擬生成氣液平衡曲線并通過圖解法計(jì)算，獲得了理論板數(shù)和進(jìn)料位置。１．２ 使用計(jì)算機(jī)對精餾過程進(jìn)行輔助計(jì)算 在現(xiàn)代化工設(shè)計(jì)過程與優(yōu)化過程中，計(jì)算機(jī)的計(jì)算早已取代了傳統(tǒng)耗時(shí)耗力的手工計(jì)算。這些軟件的廣泛應(yīng)用，極大地提高了設(shè)計(jì)的效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。劉玉蘭等給出了一種使用Excel快速計(jì)算雙組分理想物系平衡組成，泡露點(diǎn)以及漏液點(diǎn)孔速的方法，雖然該方法現(xiàn)實(shí)工廠實(shí)踐中并沒有太大的意義，但是對于高校中化工高等教育的教學(xué)中，其操作方便快捷，易于掌握，計(jì)算結(jié)果相對可靠，因此有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，節(jié)省計(jì)算時(shí)間，仍然具有一定的實(shí)用價(jià)值。這項(xiàng)研究的出發(fā)點(diǎn)也是輔助化工原理課程的教學(xué)， 由于ＭＡＴＬＡＢ是一種直觀性較強(qiáng)，相對容易的計(jì)算機(jī)語言，并且數(shù)學(xué)運(yùn)算能力強(qiáng)大，因此這項(xiàng)研究對精餾這類的工程計(jì)算有很大的實(shí)用價(jià)值。這種輔助計(jì)算，可以很好地加深對計(jì)算過程的理解，同時(shí)熟悉使用計(jì)算機(jī)語言編程這一工程計(jì)算的手段，對化工過程數(shù)值模擬的學(xué)習(xí)也有一定的幫助。它的概念是在１９２１年由Ｂａｃｋｈａｕｓ所提出。近幾年來，由于能源日趨緊張，對生產(chǎn)成本的控制要求逐漸增大，對于反應(yīng)精餾的研究的重點(diǎn)逐步由面向理論架構(gòu)的縱向研究，轉(zhuǎn)移到面向?qū)嶋H生產(chǎn)工藝（如乙酸甲酯，乙酸乙酯，碳酸二甲酯等）的橫向研究上。２．２ 反應(yīng)精餾的穩(wěn)態(tài)模擬數(shù)學(xué)模型 目前在反應(yīng)精餾穩(wěn)態(tài)模擬的數(shù)學(xué)模型中，最為簡捷，便于計(jì)算的是平衡級模型。②假設(shè)每一級上的混合物完全混合均勻?；谶@個(gè)模型，計(jì)算時(shí)在精餾塔嚴(yán)格計(jì)算的平衡級模型的ＮＥＳＨ方程組的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)反應(yīng)動力學(xué)方程（Ｒ方程）。然而，在使用平衡級模型對反應(yīng)精餾塔進(jìn)行計(jì)算時(shí)，平衡級模型并未考慮到反應(yīng)精餾過程中的板效率，這使得平衡級模型在實(shí)際用于工業(yè)計(jì)算時(shí)準(zhǔn)確度不高。由于引入了反應(yīng)速率這一變量，該模型比平衡級模型要實(shí)際一些，但仍存在著諸如板上氣液相全混、板上物料組成和溫度均勻等理想化假設(shè)，并且方程組的非線性程度增加，導(dǎo)致計(jì)算的難度加大。該模型能夠較為準(zhǔn)確地模擬出實(shí)際的反應(yīng)精餾過程，是對平衡級模型的提高與進(jìn)一步的完善。２．３ 反應(yīng)精餾的設(shè)計(jì)算法 反應(yīng)精餾塔的設(shè)計(jì)方面的研究目前仍未形成系統(tǒng)的理論體系?；谏鲜鲈?，反應(yīng)精餾的設(shè)計(jì)研究在２０世紀(jì)８０年代下半葉才逐漸增多，到目前為止，主要的反應(yīng)精餾塔設(shè)計(jì)方法主要有直觀推斷法、圖示目標(biāo)法、圖解設(shè)計(jì)法、數(shù)學(xué)模擬法、混合整數(shù)非線性規(guī)劃法等。之后在此基礎(chǔ)上，Ｄｏｈｅｒｔｙ和Ｕｎｇ又研究了在含有惰性組分的反應(yīng)精餾系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換組成變量和剩余曲線圖?；谵D(zhuǎn)換變量的概念，Ｔｈｏｎｇ等將塔板組成線法應(yīng)用到了反應(yīng)精餾塔設(shè)計(jì)當(dāng)中。楊小剛等給出了塔板組成線法對反應(yīng)精餾塔的圖解法設(shè)計(jì)的策略，并給出了精餾段和提餾段的反應(yīng)精餾塔塔板組成線方程，設(shè)計(jì)可行性判據(jù)，并對理想反應(yīng)體系進(jìn)行了實(shí)例的設(shè)計(jì)計(jì)算，結(jié)果表明，塔板組成線法對反應(yīng)精餾塔的設(shè)計(jì)較為系統(tǒng)，復(fù)雜程度小，迭代快，計(jì)算時(shí)間短，多組可行性方案的同時(shí)獲得，使得該方法對于已有設(shè)備的改造與優(yōu)化更為便利。由于反應(yīng)精餾塔的復(fù)雜性，使得其設(shè)計(jì)方法入手點(diǎn)較多，但這些方法大都只能應(yīng)用于理想體系，在非理想體系的設(shè)計(jì)方向上，尚存在著廣闊的研究空間。，單耗高 原因分析：產(chǎn)品純度不能達(dá)到要求時(shí)，加大了塔頂或塔底排放量；精餾塔的進(jìn)料位置過高或過低，造成分離不徹底；工藝操作不當(dāng)：塔壓、塔溫、回
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