乙醇分割式机械蒸汽再压缩热泵精馏系统开发及性能研究

1

作者 廉文韬 吴小华 +2 位作者 杨鲁伟 侯超 宁旭丹 《流体机械》 北大核心 2025年第2期33-40,101,共9页

针对乙醇-水采用常规机械蒸汽再压缩(MVR)精馏技术无法达到节能精馏需求,兼顾精馏系统的安全性和经济性,开发了一种外部工质分割式MVR热泵精馏系统;构建了液相采用NRTL方程、气相采用RK方程的NRTL-RK组合模型,用于拟合物系的热力学性质... 针对乙醇-水采用常规机械蒸汽再压缩(MVR)精馏技术无法达到节能精馏需求,兼顾精馏系统的安全性和经济性,开发了一种外部工质分割式MVR热泵精馏系统;构建了液相采用NRTL方程、气相采用RK方程的NRTL-RK组合模型,用于拟合物系的热力学性质;借助Aspen Plus软件,对常规精馏、常规MVR热泵精馏、直接压缩式MVR热泵精馏和外部工质分割式MVR热泵精馏等4种系统进行了模拟研究,对比分析了系统热力学性能、安全性等。结果表明,系统引入水作为循环工质,通过压缩水蒸气而非乙醇蒸汽,提高了系统的安全性。采用分割式结构,上精馏塔温差仅为3.54 ℃,有效减少了压缩机进出口温差;NRTL-RK组合模型的分析结果与试验数据对比表明,所构建的NRTL-RK组合模型可精确拟合乙醇-水物系的热力特性;所设计开发的外部工质分割式MVR热泵精馏系统,较常规乙醇精馏系统,可节约能源72.15%,可节约运行费用70.87%。该系统已在实际生产中得到成功应用,节能效果显著。研究结果可为乙醇精馏生产过程中的节能改造提供参考。 展开更多

关键词 乙醇 精馏系统 热泵 机械蒸汽再压缩(MVR) 热力学

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低温精馏控制系统设计与实现 被引量：7

2

作者 李乐斌 齐鑫 +2 位作者 吕卫星 吴全锋 胡石林 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期45-48,55,共5页

利用现有的低温精馏装置,设计了一套基于LabVIEW的低温控制系统,并将其应用到现场装置。该控制系统不仅包含常规信号的采集,还包括了OPC通讯、DP通讯、以太网通讯、串口通讯等多种通讯方式,是一个集多种信号多种通讯方式相融合的控制系... 利用现有的低温精馏装置,设计了一套基于LabVIEW的低温控制系统,并将其应用到现场装置。该控制系统不仅包含常规信号的采集,还包括了OPC通讯、DP通讯、以太网通讯、串口通讯等多种通讯方式,是一个集多种信号多种通讯方式相融合的控制系统,实现了数据显示与历史曲线、参数设定与数据存储、报警与连锁、截图等多种功能。同时系统利用LabVIEW的多线程技术,有效提高了程序的运算效率和CPU的利用率。该系统操作界面友好、简单,具有较强的可移植性和扩充能力。经过长期试验运行结果表明,控制系统运行稳定、可靠,满足工艺要求。 展开更多

关键词 低温技术 LABVIEW 信号采集 通讯

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低温精馏与低温气相色谱复合法分离氢同位素 被引量：4

3

作者 谢波 夏修龙 +3 位作者 刘云怒 翁葵平 侯建平 官锐 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期43-46,共4页

采用低温精馏与低温气相色谱相结合的方法分离、浓缩氢同位素,探讨了分离过程操作参数间的内在联系。实验结果表明:氘浓度为10-3的100 m3原料气经过120 h的连续运行后,可以将氘浓度浓缩至91.5%;低温精馏柱随着回流比的增大,再沸器和冷... 采用低温精馏与低温气相色谱相结合的方法分离、浓缩氢同位素,探讨了分离过程操作参数间的内在联系。实验结果表明:氘浓度为10-3的100 m3原料气经过120 h的连续运行后,可以将氘浓度浓缩至91.5%;低温精馏柱随着回流比的增大,再沸器和冷凝器中氘浓度均减小;顶端采出量增大,再沸器中氘浓度明显增大;随再沸器加热功率的增加,液氢液位下降,床层压降增加,精馏柱操作压力从100 kPa上升到190 kPa,冷凝器和冷头为提供更多冷量温度降低;低温色谱的分离、浓缩效果十分显著,3次运行后将氘浓度从1.25×10-2提高到91.5%。 展开更多

关键词 氢同位素 低温分离 精馏 气相色谱

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一种新型变浓度热泵系统的实验研究 被引量：5

4

作者 张丽娜 陈光明 王勤 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期553-556,共4页

为了解决空气源热泵系统冬季制热量不足的问题,提出了一种新型变浓度容量调节热泵系统,使用环保型工质R32/R134a进行了固定工况下变浓度稳态实验和变工况下定浓度和变浓度稳态性能对比实验．实验结果表明:固定工况下系统的制热量、压缩... 为了解决空气源热泵系统冬季制热量不足的问题,提出了一种新型变浓度容量调节热泵系统,使用环保型工质R32/R134a进行了固定工况下变浓度稳态实验和变工况下定浓度和变浓度稳态性能对比实验．实验结果表明:固定工况下系统的制热量、压缩机耗功量和性能系数均随着低沸点质量分数的增加而增加;变工况下的变浓度运行比定浓度运行能更好地抑制制热量的下降,当蒸发器进口温度为-14℃时可使系统的性能系数提高5%,表现出相对于常规系统更节能的优势．实验结果验证了提出的实验装置具有调节系统循环工质浓度和随负荷变化调节系统容量的调节特性． 展开更多

关键词 容量调节 变浓度 R32/R134A 热泵 实验研究

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余热回收型热电蒸馏系统的试验研究

5

作者 任振宇 索艳格 张治国 《浙江科技大学学报》 2025年第1期11-19,共9页

【目的】为了解决热电蒸馏系统(thermoelectric distillation system,TDS)高能耗和低效率的问题,设计并试验研究了一种余热回收型TDS。【方法】首先,利用热电制冷片(thermoelectric cooler,TEC)将样品水蒸发成水蒸气,并借助循环水将水... 【目的】为了解决热电蒸馏系统(thermoelectric distillation system,TDS)高能耗和低效率的问题,设计并试验研究了一种余热回收型TDS。【方法】首先,利用热电制冷片(thermoelectric cooler,TEC)将样品水蒸发成水蒸气,并借助循环水将水蒸气冷凝成产品水;然后,将高温循环水用于预热进料液罐内的样品水;最后,分析TEC的电压、循环水的流速及循环水的温度对系统性能的影响。【结果】在电压为11 V、循环水流速为0.6 L/min和循环水温度为88℃的条件下,余热回收型TDS的比能耗为1684.9 kJ/L;与未使用余热回收的TDS相比,使用余热回收后的TDS的能耗降低了4.9%。【结论】本研究结果可为降低TDS的能耗提供一定的参考。 展开更多

关键词 热电蒸馏系统 热电制冷片 产水率 比能耗

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暗物质探测器的液氙低温精馏系统研制 被引量：3

6

作者 王舟 张华 巨永林 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1282-1286,1291,共6页

针对暗物质探测器中降低介质液氙中放射性氪-85含量可获得高纯度氙的问题,通过Mc-Cabe-Thiele(M-T)法及质量、能量守恒,设计并研制出一种将氪从氙中提取出且可获得高纯度氙气的高效低温精馏系统.该精馏系统中的主要结构精馏塔采用填料... 针对暗物质探测器中降低介质液氙中放射性氪-85含量可获得高纯度氙的问题,通过Mc-Cabe-Thiele(M-T)法及质量、能量守恒,设计并研制出一种将氪从氙中提取出且可获得高纯度氙气的高效低温精馏系统.该精馏系统中的主要结构精馏塔采用填料塔形式,填料为高效新型规整填料PACK-13C,塔高4m,直径80mm,其中精馏段1.9m,提馏段2.1m.该精馏系统可以在回收率为99%的情况下,以5kg/h(15SLPM)的速率将氙中氪的含量从10-9降低到10-12,这对要求高精度、高灵敏度、低本底的大型暗物质探测器的研制至关重要. 展开更多

关键词 低温精馏 氪去除 高纯度氙 暗物质探测器

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太阳能蒸馏器中一组传热传质关系式 被引量：5

7

作者 郑宏飞 葛新石 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期95-99,共5页

建立了盘式太阳能蒸馏器中一组传热传质关系式 ,并用多级迭盘式蒸馏室进行稳态模拟实验。发现该关系式在较大的雷利数范围 ( 3.5× 10 3<Ra<2 .2 6× 10 7)及较宽的温度段 ( 35℃ <TW<86℃ )内能很好地预示蒸馏器... 建立了盘式太阳能蒸馏器中一组传热传质关系式 ,并用多级迭盘式蒸馏室进行稳态模拟实验。发现该关系式在较大的雷利数范围 ( 3.5× 10 3<Ra<2 .2 6× 10 7)及较宽的温度段 ( 35℃ <TW<86℃ )内能很好地预示蒸馏器的产水量。 展开更多

关键词 传热传质 盘式蒸馏器 太阳能蒸馏器 蒸馏器

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并联螺旋填料的开发与研究 被引量：2

8

作者 刘钺 杜风光 李晓 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期77-79,共3页

开发了一种用于精密精馏的新型高效并联螺旋填料,能够很好地解决现有高效填料的放大效应问题。通过填料的流体力学和传质性能测试,表明该填料是一种高效、低阻的新型填料,特别是在传质方面与普通的丝网填料相比优势非常明显。

关键词 螺旋填料 精密精馏 精馏 放大效应 传质

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空分精馏过程的仿真计算

9

作者 张延平 王立 +1 位作者 高远 王维敏 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期473-476,共4页

从Harmens物性方程出发,依据O2-Ar-N2三元物系气-液平衡关系,对通用模型塔建立统一的数学模型和求解方法,在此基础上开发了空分单塔及精馏系统的计算模型并对填料塔精馏过程进行了探讨和计算.通过宝钢5#空分精馏系统的模拟计算,说明该... 从Harmens物性方程出发,依据O2-Ar-N2三元物系气-液平衡关系,对通用模型塔建立统一的数学模型和求解方法,在此基础上开发了空分单塔及精馏系统的计算模型并对填料塔精馏过程进行了探讨和计算.通过宝钢5#空分精馏系统的模拟计算,说明该模型能够准确地描述精馏过程各参数变化. 展开更多

关键词 空分精馏过程 仿真 数学模拟 填料塔

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急冷水系统设备腐蚀和急冷水乳化原因分析 被引量：1

10

作者 贾庆龙 郭岩锋 朱相春 《齐鲁石油化工》 2021年第4期255-259,共5页

烯烃厂裂解气含有部分酸性气,需要水洗除去,经过水洗后,急冷水中存在着硫、氯离子,造成急冷水系统设备的腐蚀。为解决存在的问题,开展了急冷水系统设备腐蚀和急冷水乳化原因分析及试验研究,首先采取注碱、注中和剂等调节pH值的防腐措施... 烯烃厂裂解气含有部分酸性气,需要水洗除去,经过水洗后,急冷水中存在着硫、氯离子,造成急冷水系统设备的腐蚀。为解决存在的问题,开展了急冷水系统设备腐蚀和急冷水乳化原因分析及试验研究,首先采取注碱、注中和剂等调节pH值的防腐措施,防腐效果不理想。pH值是急冷水乳化的主要影响因素,pH值大于9,则急冷水极易乳化,通过注碱控制急冷水pH值可以改善急冷水的乳化现象。在此基础上,进一步采用加注化学处理剂的方法开展了试验。结果表明:添加化学处理剂SH-1、SH-2可以有效的抑制设备腐蚀。 展开更多

关键词 裂解气 腐蚀 急冷水 乳化

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特殊精馏用填料研究进展 被引量：2

11

作者 李俊妮 《化工中间体》 2012年第1期1-5,共5页

特殊精馏技术——超重力精馏作为一种新兴技术,近年来受到越来越多的科研工作者关注。本文简要介绍了这种特殊精馏的原理及填料性能,重点阐述了在国内外这种特殊精馏用填料的应用研究进展,并展望了其发展方向。

关键词 特殊精馏 填料 研究进展

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隔板精馏技术的研究及应用 被引量：5

12

作者 刘兆凯 段文立 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期312-314,316,共4页

介绍了隔板精馏塔的结构、基本原理和适用体系,分析了该技术在能耗和设备投资方面的优势。从隔板精馏技术的理论研究、设备设计、应用状况进行了综述;阐述了隔板精馏技术的潜在应用领域和研究方向,对隔板精馏塔的应用前景进行了展望。

关键词 隔板精馏塔 热耦合 节能

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分隔壁精馏塔节能技术的专利分析 被引量：3

13

作者 江涵 李正杰 +1 位作者 范丽 王义刚 《吉林工程技术师范学院学报》 2014年第7期91-96,共6页

本文介绍了国内外分隔壁精馏塔节能技术的研究进展,基于对相关专利的检索和统计,分析了国内外的专利申请趋势、重要申请人、专利技术的发展方向,为分隔壁精馏塔技术的研究和中国申请人申请专利提供参考。目前,由于能源紧缺,各国都在积... 本文介绍了国内外分隔壁精馏塔节能技术的研究进展,基于对相关专利的检索和统计,分析了国内外的专利申请趋势、重要申请人、专利技术的发展方向,为分隔壁精馏塔技术的研究和中国申请人申请专利提供参考。目前,由于能源紧缺,各国都在积极研究分隔壁精馏塔技术,德国是该领域专利申请数量最多的国家,中国在该领域起步较晚,中国申请人应在提高科研能力的基础上重视专利布局,保护自身专利技术,提高全球竞争优势。 展开更多

关键词 分隔壁精馏塔 节能 专利分析

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R32/R134a和R407C用于变浓度热泵系统的实验

14

作者 张丽娜 陈光明 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期52-55,共4页

为了解决R32/R134a应用于变浓度热泵系统存在的排气温度过高问题,提出使用三元混合工质R407C用于该系统中。以R32/R134a和R407C作为工质在变浓度容量调节热泵系统中进行了吸气压力不变时的变浓度实验。实验结果表明,R407C在本系统中变... 为了解决R32/R134a应用于变浓度热泵系统存在的排气温度过高问题,提出使用三元混合工质R407C用于该系统中。以R32/R134a和R407C作为工质在变浓度容量调节热泵系统中进行了吸气压力不变时的变浓度实验。实验结果表明,R407C在本系统中变浓度范围低于R32/R134a,但R407C的排气温度和耗功均低于R32/R134a,具有良好的变浓度调节潜力。 展开更多

关键词 变浓度 R32/R134A R407C 热泵 性能 实验

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PandaX-4T超高纯氙去除氪低温精馏系统运行分析

15

作者 严锐 王舟 +5 位作者 崔祥仪 巨永林 沙海东 李帅杰 黄沛尧 王秀丽 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期834-841,共8页

PandaX-4T实验组通过McCabe-Thiele(M-T)方法及质量、能量守恒,设计研制出将商业氙中氪的摩尔分数由5×10^(-7)降低至1×10^(-14)的高效低温精馏系统.该超高纯氪氙低温精馏系统已完成离线提纯运行,现需要对其运行状态进行深入分... PandaX-4T实验组通过McCabe-Thiele(M-T)方法及质量、能量守恒,设计研制出将商业氙中氪的摩尔分数由5×10^(-7)降低至1×10^(-14)的高效低温精馏系统.该超高纯氪氙低温精馏系统已完成离线提纯运行,现需要对其运行状态进行深入分析.通过对系统各个运行阶段的温度、压力、流量及产品氙的摩尔分数等参数进行分析,研究该超高纯氪氙低温精馏系统的稳定性和提纯性能.该低温精馏系统在回收率为99%、提纯速率为10 kg/h的条件下稳定运行1.5 m,共提纯5.75 t氙.实验数据表明,系统在各运行阶段状态稳定、安全可靠,产品氙中氪的摩尔分数小于7.99×10^(-12).PandaX-4T超高纯氪氙低温精馏系统的运行分析具有理论研究价值和工程实际意义,同时也是优化下一阶段精馏提纯运行非常重要的参考依据. 展开更多

关键词 低温精馏 超高纯氙 氪 暗物质探测

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超高纯氙去除氪低温精馏塔HYSYS模拟优化

16

作者 沙海东 黄沛尧 +5 位作者 王舟 崔祥仪 巨永林 严锐 李帅杰 王秀丽 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期842-849,共8页

为满足大型暗物质探测器PandaX-4T低本底及高灵敏度的要求,探测介质氙(Xe)中氪(Kr)含量要求为nKr/nXe≤1×10^(-13)(n为物质的量).本文以超高纯氙去除氪低温精馏塔为例,首先简单介绍精馏塔及其结构设计.其次,对该塔的精馏塔参数进行... 为满足大型暗物质探测器PandaX-4T低本底及高灵敏度的要求,探测介质氙(Xe)中氪(Kr)含量要求为nKr/nXe≤1×10^(-13)(n为物质的量).本文以超高纯氙去除氪低温精馏塔为例,首先简单介绍精馏塔及其结构设计.其次,对该塔的精馏塔参数进行HYSYS模拟及优化,得出现有运行工况下精馏塔内压力、温度以及氪浓度的分布,并研究了进料位置、回流比、进料流量、再沸器加热量、废品氙流量及进料压力等操作因素对精馏纯度的影响.提出优化提纯效果的精馏操作参数,即塔压为221 kPa、回流比为145时,原料氙中氪含量可从5×10^(-7)提纯到4.1×10^(-14),这对超高纯氙去除氪低温精馏的产品纯度进一步提高有重要指导意义. 展开更多

关键词 低温精馏 暗物质探测 HYSYS模拟

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利用帕尔贴效应进行甲醇蒸馏的试验研究 被引量：4

17

作者 王恒 Tchedji Franck Xavier +2 位作者 李博林 索艳格 张治国 《浙江科技学院学报》 CAS 2023年第1期14-22,共9页

【目的】为解决现有蒸馏体系能源利用效率低的问题,设计了一种基于热电制冷器(thermoelectric cooler, TEC),可实现加热与冷却效率协同倍增的高能效蒸馏装置。【方法】选取工业中常用的甲醇作为目标液体进行试验验证,考察在不同输入电压... 【目的】为解决现有蒸馏体系能源利用效率低的问题,设计了一种基于热电制冷器(thermoelectric cooler, TEC),可实现加热与冷却效率协同倍增的高能效蒸馏装置。【方法】选取工业中常用的甲醇作为目标液体进行试验验证,考察在不同输入电压下TEC冷热端的热力学特性对馏出速率和能源利用效率的影响。【结果】采用4片型号为TEC1-12706的制冷片,在输入电压为8 V时,甲醇的馏出速率最大,为3.59 g/min,此时的能量利用效率为239.61%;而输入电压为7 V时,热电蒸馏系统的能量利用效率最高,达到245.01%,此时的馏出速率为2.61 g/min。通过利用热电制冷模块的热端热量进行加热,再耦合热电制冷模块冷端冷量进行蒸气的冷凝,可以实现加热与冷却效率协同倍增。【结论】本研究结果为降低蒸馏过程的高能耗提供了关键技术支持。 展开更多

关键词 热电制冷 蒸馏 能源利用效率 帕尔贴效应

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基于热力学原理研究精馏过程节能的途径

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作者 钤小平 张其坤 《山东师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第4期76-80,共5页

从精馏过程热力学分析,精馏最小功,损失功讨论等方面出发,详细探索了精馏过程的节能途径.提出了优化操作条件、采用高效节能的精馏工艺和加强操作控制管理等节能方案,并初步探讨了塔系的热集成技术、内部能量热集成等精馏过程的节能途径.

关键词 热力学原理 精馏过程 节能途径 热集成技术

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板式精馏塔的操作 被引量：6

19

作者 吴昌祥 《化学工程师》 CAS 2007年第9期52-53,共2页

本文通过对影响精馏塔因素的分析及异常现象剖析,分析精馏过程从而指导实际操作。

关键词 精馏塔 精馏 再沸器 操作

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空分精馏塔液泛的原因及处理 被引量：1

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作者 张永超 《中氮肥》 2009年第4期8-11,共4页

河南神马尼龙化工有限责任公司动力厂KDON-3500/3200/150型空分装置采用的是全低压分子筛净化工艺,精馏塔采用的是筛板塔。在2007年5月装置大修后的开车过程中,精馏塔发生严重液泛,通过对膨胀机密封气系统的技术改造,并根据上塔阻力变... 河南神马尼龙化工有限责任公司动力厂KDON-3500/3200/150型空分装置采用的是全低压分子筛净化工艺,精馏塔采用的是筛板塔。在2007年5月装置大修后的开车过程中,精馏塔发生严重液泛,通过对膨胀机密封气系统的技术改造,并根据上塔阻力变化情况及时控制和调整生产负荷及膨胀气量,缩短液氧吸附器的再生周期以及经常对主冷进行液氧置换,外购液氧以弥补装置产氧量不足等措施,成功避免了装置停车加温。 展开更多

关键词 空分 精馏塔 液泛 液氧 分子筛 膨胀空气

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