公用工程和工艺过程综合优化的研究
发布时间：2020-12-12 21:50
为了实现节能减排可持续发展的目标，需要对化工过程进行从物质到能量多方面的综合优化。本文以过程系统工程理论为指导，对以水、热、电生产为代表的公用工程系统优化设计问题，以及对包括公用工程在内考虑工艺改进的全过程用能系统的综合优化问题进行了研究。目前，公用工程中的水、热、电供应基本上是分开进行的，或者只是进行热电联产，或水电联产，并没有把三者综合起来考虑。随着水资源的短缺，在沿海缺水地区或者内陆盐水、苦咸水地区进行化工园区建设时，用多级闪蒸或者反渗透海水淡化技术生产淡水，来解决供水问题是一条可行的路径。在此基础上，本文提出了热电厂和多级闪蒸、反渗透海水淡化相结合的水热电联产系统。为了获得优化的联产结构，本文给出了一个通用的优化设计方法。该方法给出了一个包括不同类型热电厂、多级闪蒸和反渗透模块的联产超结构。三者通过能流和物流相互耦合在一起。该超结构包括了水、热、电联产所有可能的生产结构。通过建立完整的过程单元模型和经济模型，以年费用最小为目标函数，满足过程热力学、设备选型、设计要求的约束，把联产系统的设计问题表达为了一个非线性规划问题。通过用GAMS软件求解这个以年费用最小为目标的非线性规划模...
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
序贯模块法的迭代层次Fig.1-1Iterationhierarchyofsequentialmodule
图 1-2 不同层次的过程集成[30]Fig.1-2 Process integration at different levels1.1.4.1 热集成换热网络主要是冷热物流最佳匹配和换热设备的最优设置。热集成则扩大到了系统中所有可以产生或者消耗能量的单元或者是子系统，包括反应器、塔顶冷凝器、塔底再沸器、热机、热泵[12]。匹配形式包括热泵精馏系统，热机与换热网络的匹配，分离序列中各分离器之间的能量匹配等。热泵精馏[31]是把制冷循环和塔底再沸器和塔顶冷凝器结合起来，用压缩后的制冷工质冷凝，为塔底再沸器提供热量；再汽化为塔顶再沸器提供冷量。热泵精馏有三种不同的形式：闭式热泵精馏、A 型开式热泵精馏和 B 型开式热泵精馏。闭式热泵精馏制冷工质为非工艺物流，制冷循环自己形成封闭系统。开式制冷工质为塔顶或者塔底的工艺物流，用塔顶蒸汽作为制冷工质的称为 A 式，塔底物
可以显著降低过程的火用损失，减少能量的消耗。但由于火用分析和火用计算过程比较繁琐，在复杂系统中的应用受到限制[42]。1.2.2 夹点技术夹点技术是由 Linnhoff 及其同事逐渐发展起来的一种用于过程系统能量优化的技术[22]。它由已知数据画出冷热物流组合曲线，确定最优的夹点温差，然后按照经验规则合成初始最优换热网络。
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于我国海水淡化产业发展规划的研究[J]. 杨尚宝. 水处理技术. 2012(12)
[2]热膜耦合海水淡化系统的优化设计[J]. 伍联营,肖胜楠,胡仰栋,高从堦. 化工学报. 2012(11)
[3]基于热力蒸汽压缩蒸发的油田污水淡化系统及分析[J]. 李清方,刘中良,韩冰,庞会中,张建,祝威. 化工学报. 2012(06)
[4]中国乙烯行业回顾、展望与思考[J]. 朱和. 国际石油经济. 2012(04)
[5]300MW热电联产机组热经济性研究[J]. 周云,徐彤,王新雷. 能源技术经济. 2012(04)
[6]丙烯制冷系统的改造[J]. 席旺才. 中氮肥. 2011(02)
[7]低碳能源时代中国热电联产的发展趋势[J]. 华贲. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2010(02)
[8]神华包头煤制烯烃项目净化装置简介[J]. 戴玉玲. 内蒙古石油化工. 2009(19)
[9]化工精馏高效节能技术开发及应用[J]. 高维平,杨莹,刘学线,张吉波,刘艳杰. 计算机与应用化学. 2008(12)
[10]精馏过程的节能途径[J]. 边习棉,朱银惠,李辉. 广东化工. 2007(11)
博士论文
[1]乙烯裂解炉的模拟和优化方法研究[D]. 高晓丹.清华大学 2008
[2]反渗透膜法海水淡化过程最优化设计的研究[D]. 卢彦越.中国海洋大学 2007
硕士论文
[1]基于凝汽式机组的水电联产系统热经济性分析[D]. 杜宇.大连理工大学 2009
[2]公用工程系统能量综合与优化设计方法研究[D]. 赵亮.大连理工大学 2004
本文编号：2913333
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
序贯模块法的迭代层次Fig.1-1Iterationhierarchyofsequentialmodule
图 1-2 不同层次的过程集成[30]Fig.1-2 Process integration at different levels1.1.4.1 热集成换热网络主要是冷热物流最佳匹配和换热设备的最优设置。热集成则扩大到了系统中所有可以产生或者消耗能量的单元或者是子系统，包括反应器、塔顶冷凝器、塔底再沸器、热机、热泵[12]。匹配形式包括热泵精馏系统，热机与换热网络的匹配，分离序列中各分离器之间的能量匹配等。热泵精馏[31]是把制冷循环和塔底再沸器和塔顶冷凝器结合起来，用压缩后的制冷工质冷凝，为塔底再沸器提供热量；再汽化为塔顶再沸器提供冷量。热泵精馏有三种不同的形式：闭式热泵精馏、A 型开式热泵精馏和 B 型开式热泵精馏。闭式热泵精馏制冷工质为非工艺物流，制冷循环自己形成封闭系统。开式制冷工质为塔顶或者塔底的工艺物流，用塔顶蒸汽作为制冷工质的称为 A 式，塔底物
可以显著降低过程的火用损失，减少能量的消耗。但由于火用分析和火用计算过程比较繁琐，在复杂系统中的应用受到限制[42]。1.2.2 夹点技术夹点技术是由 Linnhoff 及其同事逐渐发展起来的一种用于过程系统能量优化的技术[22]。它由已知数据画出冷热物流组合曲线，确定最优的夹点温差，然后按照经验规则合成初始最优换热网络。
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于我国海水淡化产业发展规划的研究[J]. 杨尚宝. 水处理技术. 2012(12)
[2]热膜耦合海水淡化系统的优化设计[J]. 伍联营,肖胜楠,胡仰栋,高从堦. 化工学报. 2012(11)
[3]基于热力蒸汽压缩蒸发的油田污水淡化系统及分析[J]. 李清方,刘中良,韩冰,庞会中,张建,祝威. 化工学报. 2012(06)
[4]中国乙烯行业回顾、展望与思考[J]. 朱和. 国际石油经济. 2012(04)
[5]300MW热电联产机组热经济性研究[J]. 周云,徐彤,王新雷. 能源技术经济. 2012(04)
[6]丙烯制冷系统的改造[J]. 席旺才. 中氮肥. 2011(02)
[7]低碳能源时代中国热电联产的发展趋势[J]. 华贲. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2010(02)
[8]神华包头煤制烯烃项目净化装置简介[J]. 戴玉玲. 内蒙古石油化工. 2009(19)
[9]化工精馏高效节能技术开发及应用[J]. 高维平,杨莹,刘学线,张吉波,刘艳杰. 计算机与应用化学. 2008(12)
[10]精馏过程的节能途径[J]. 边习棉,朱银惠,李辉. 广东化工. 2007(11)
博士论文
[1]乙烯裂解炉的模拟和优化方法研究[D]. 高晓丹.清华大学 2008
[2]反渗透膜法海水淡化过程最优化设计的研究[D]. 卢彦越.中国海洋大学 2007
硕士论文
[1]基于凝汽式机组的水电联产系统热经济性分析[D]. 杜宇.大连理工大学 2009
[2]公用工程系统能量综合与优化设计方法研究[D]. 赵亮.大连理工大学 2004
本文编号：2913333
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