夹点技术在常压蒸馏装置低温余热回收利用中的应用_沈潺潺

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1、夹点技术在常压蒸馏装置低温*余热回收利用中的应用＊＊沈潺潺，赵东风，薛建良，李石(中国石油大学(华东)化学工程学院环境与安全工程系，山东省青岛市266580)摘要:为了充分回收利用炼油企业存在的大量低温余热，以某企业一常压蒸馏装置的低温余热为研究对象，采用问题表格法确定夹点进行换热网络的设计，针对换热过程出现的相变化区间，在问题表格法中对冷物流采取升高温度的方法进行处理，对热物流采取降低温度的方式进行处理。结果表明，当ΔTmin为15℃，由问题表格法确定夹点在热物流温度为115℃，冷物流温度为100℃处，此时该换

2、热网络所需的最小公用工程加热负荷为57．87MW，所需的最小公用工程冷却负荷38．09MW。根据夹点技术的设计原则和物流匹配准则，可得到最终的综合换热网络。关键词:低温余热夹点技术相变问题表格法在低温余热的回收利用中通常要进行换热网夹点之上和夹点之下两部分，夹点之上是热阱，只络的设计，最大限度地回收热量，减少公用工程的有换热和加热公用工程，没有任何热量流出;夹点消耗。在众多的换热网络设计方法中，由英国学之下是热源，只有换热和冷却公用工程，没有任何［1］［5］者Linnhoff等为代表提出的夹点技术简便实热量流入。

3、［6］用，应用最为广泛。确定夹点的常用方法有两种:夹点方法的设计准则是:(1)不要有跨越温焓图以及问题表格法。当物流较多时，用复合夹点的传热;(2)夹点之上不要有任何公用工程温焓线复杂，不准确，此时常用问题表格来精确计冷却器;(3)夹点之下不要有任何公用工程加热［2］算夹点。器。为达到最小加热和冷却公用工程量。在夹点［7］然而，对炼油企业进行换热网络设计时，通常设计中，物流的匹配应遵循以下准则:(1)物流会遇到相变物流，相变过程温度不变，焓值增加，数目准则。夹点之上，热物流的数目NH不大于相变潜热较大，且与液相段

4、及气相段的热容流率冷物流的数目NC;夹点之下，热物流的数目NH不及传热膜系数相差很大。而用传统的问题表格法小于冷物流的数目NC。(2)热容流率准则。夹点［3］一般不考虑相变，导致结果误差较大，因此为之上，热物流的热容流率CPH不大于冷物流的热准确设计换热网络，解决物流在换热过程产生的容流率CPC;夹点之下，热物流的热容流率不小于相变化问题是十分必要的，而目前，对于利用问题冷物流的热容流率。(3)最大换热负荷准则。为表格确定夹点时存在相变物流的研究较少。本文保证最小数目的换热单元，每一次匹配应换完两拟对存在相变物流

5、的问题表格法进行研究，提出股物流中的一股。如果夹点处的实际物流数目和相应的处理方法，并应用于炼油企业低温余热回热容流率不能满足上述准则，则通过分流来满足收换热网络的设计中，为低温余热回收利用的网该准则;而在远离夹点处，只要温度许可，物流可络设计提供可参考的依据。逐次进行匹配，不必遵循以上准则。1夹点技术收稿日期:2012－02－07;修改稿收到日期:2012－04－20。作者简介:沈潺潺，在读硕士研究生，从事水污染的防治及回夹点技术(pinchtechnology)是以热力学为基用工作。础，从宏观的角度分析过程系

6、统中能量流沿温度*国家自然科学基金资助项目(51178463)。的分布，从中发现系统用能“瓶颈”所在，并给以＊＊联系人:赵东风，联系电话，0532－86981576，E-mail:zhaodf@［4］“解瓶颈”的一种方法。夹点将换热网络分为vip．sina．com。—61—2换热网络设计进行处理将是问题表格法确定夹点的关键。2．1换热物流数据发生相变时，如果是纯物质汽化或是冷凝，则以某常压蒸馏中试装置为研究对象，运行过T-H线为一水平线;如果是混合物汽化或冷凝时，程中产品经简单换热后运输到下游处理单元。具其温度变

7、化范围在泡点和露点之间，T-H线与相［3］体参数见表1。图有关，本文只讨论纯物质的相变。表1热物流基本参数冷热物流的温焓图见图1，单纯的温变过程Table1Dataofheatstreams在温焓图中表现为一条直线，如图1中的Ⅰ所示。项目塔顶油气常一线常二线常三线相变过程在温焓图中的表示有8种形式，两种情产量/(kg·h－1)820410260180况。(1)单纯相变过程在温焓图中表现为一水平初温/℃11092146140段，如图1中的Ⅱ所示。(2)温变过程伴随着相终温/℃26362330变过程在图中表现为比单纯

8、的温变过程多了一水热负荷/MW17．7912．7618．6614．47平段，如图1中的Ⅲ所示。热容流率/－10．210．230．150．13(MW·℃)由表1可以看出，本装置有4股热物流，总的低温余热大约有63．68MW，目前这些低温余热通过冷却水冷却直接排放，既浪费能源，又对环境产生了热污染。图1温焓图来自其他装置的含硫污水送入污水汽提装置Fig．1Curveofflo