外部熱耦合精餾塔控制方案的綜合與分析.pdf

1、在精餾塔分離物質(zhì)的過程中，其精餾段作為潛在熱源主要放出熱量，而提餾段主要吸收熱量。因此，如果將精餾段放出的熱量加以利用，提供給提餾段，可以大大降低精餾過程中的能量損耗，提高熱力學(xué)效率。外部熱耦合精餾塔就是基于這樣的原理提出來的。外部熱耦合精餾塔由兩個獨立的精餾塔組成，其中一個塔的精餾段所放出的熱量通過換熱器傳遞給另一個塔的提餾段，從而實現(xiàn)熱量的耦合，能耗的減少。耦合了精餾段的精餾塔稱之為高壓精餾塔，另一個塔則相應(yīng)的稱之為低壓精餾塔。

2、r>　　 近年來，外部熱耦合精餾塔作為化工領(lǐng)域新興的節(jié)能技術(shù)，吸引了眾多學(xué)者及研究人員的關(guān)注。理論研究已經(jīng)充分證明，外部熱耦合精餾塔具有很高的熱力學(xué)效率。然而，文獻(xiàn)中關(guān)于外部熱耦合精餾塔的操作及控制，則鮮有論述。為此，本文針對外部熱耦合精餾塔的結(jié)構(gòu)特點，提出了三種控制方案，并分別進(jìn)行了控制性能的比較與研究。
　　 首先，外部熱耦合精餾塔具有平行結(jié)構(gòu)特性，即兩個精餾塔的進(jìn)料相同，并且在頂部和底部的產(chǎn)物分別相同?；诖耍覀冊O(shè)計了

3、兩種控制方案，一種是將頂部產(chǎn)品混合后對系統(tǒng)進(jìn)行控制，另一種則是將底部產(chǎn)品混合后進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計。其次，考慮三個換熱器簡化的外部熱耦合精餾塔結(jié)構(gòu)，在設(shè)計控制方案時可以利用換熱器的熱負(fù)荷作為操作變量。文中采用相對增益矩陣(RGA)對三種控制方案的輸入輸出變量進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步確定了各自的控制結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行動態(tài)仿真的過程中，通過分離苯甲苯二元實際混合物，三種控制方案分別與常規(guī)控制方案進(jìn)行了比較。仿真結(jié)果表明，混合結(jié)構(gòu)的三回路控制方案優(yōu)于常規(guī)