大型空氣分離系統(tǒng)建模與低能耗化研究.pdf

1、空分系統(tǒng)是典型的高耗能系統(tǒng)，由于近年來(lái)其規(guī)模不斷增大，導(dǎo)致其總能耗、關(guān)鍵部機(jī)設(shè)計(jì)難度與各子系統(tǒng)復(fù)雜程度與日俱增，大型空分系統(tǒng)理論層面存在的障礙亟待深入研究與強(qiáng)化。面向12萬(wàn)Nm3/h產(chǎn)氧量等級(jí)外壓縮空分系統(tǒng)與其關(guān)鍵子系統(tǒng)展開建模與低能耗化研究，力圖闡明并解決空分系統(tǒng)在大型化過(guò)程中存在的部分問(wèn)題，并促進(jìn)大型空分系統(tǒng)的低能耗化。
　　在分析了12萬(wàn)Nm3/h等級(jí)外壓縮空分流程主要參數(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)常規(guī)外壓縮空分系統(tǒng)進(jìn)行了?分析，發(fā)現(xiàn)空分

2、系統(tǒng)的?損在六大子系統(tǒng)中的分布呈現(xiàn)出非常不均勻的特點(diǎn)。壓縮冷卻系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)、吸附純化系統(tǒng)和主換熱器系統(tǒng)是空分系統(tǒng)最主要的?損來(lái)源，是研究的重點(diǎn)方向。而膨脹制冷系統(tǒng)和液空液氮過(guò)冷系統(tǒng)?損很小，挖潛增效空間有限。基于此，研究了一種空壓機(jī)廢熱用于純化器解吸過(guò)程污氮?dú)饧訜岬姆桨?，?qiáng)化關(guān)鍵部機(jī)間的能量耦合。研究表明，該方案使純化器電加熱器的年耗電量降低1209.4萬(wàn)度電，空氣壓縮與冷卻系統(tǒng)的?效率從54.3％提升到55.8%，空分系統(tǒng)的總?損降

3、低了5.64%，一定程度上提高了空分系統(tǒng)的能量效率和?效率。
　　研究了一種應(yīng)對(duì)大流量場(chǎng)合的多通道并聯(lián)徑流式純化器，建立了該純化器的吸附模型，并采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了吸附模型。研究表明，雙通道與三通道徑流式純化器比單通道結(jié)構(gòu)的體積分別減小了27.8%和31.7%，壓降分別減小了10.8%和56.4%，降低了空壓機(jī)排壓要求，有助于降低空分系統(tǒng)的能耗。此外雙通道結(jié)構(gòu)的擊穿時(shí)間增大了23.1%，使得吸附劑的吸附容量得到更充分的利用。

4、　　基于積累熱負(fù)荷最小化提出了一種多股流板翅式換熱器通道排列的方案，采用分布參數(shù)傳熱模型獲取了板翅式換熱器的換熱效果，并與前人的方案進(jìn)行對(duì)比。研究表明，多股流板翅式換熱器的積累熱負(fù)荷的均方差較前人方案減小了2.9%。通過(guò)基于分布參數(shù)傳熱模型的優(yōu)化方案使空氣、污氮?dú)狻⒌獨(dú)馔ǖ莱隹跍囟炔痪鶆蚨确謩e下降7.8%，4.1%和82.0%，換熱器的熱負(fù)荷均勻度與換熱效率得到提高，促進(jìn)了空分系統(tǒng)的低能耗化。此外，為了降低建模的復(fù)雜性，將Modelic