化工节能原理与技术7

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1、化工节能原理与技术北京化工大学2013.3（春季学期）1第3章化工单元过程与设备的节能3.3蒸发3.3.3二次蒸汽的再压缩3.3.3.2蒸汽动力压缩喷射系数：单位工作蒸汽所能引射的二次蒸汽量h2:喷射泵工作蒸汽的焓；h3:喷射泵喷嘴出口蒸汽的焓；h4:喷射泵扩压管出口混合蒸汽的理论焓；h5:喷射泵扩压管入口混合蒸汽的实际焓；喷射泵的高压工作蒸汽量2第3章化工单元过程与设备的节能3.3蒸发3.3.3二次蒸汽的再压缩3.3.3.2蒸汽动力压缩喷射泵的热量衡算：h:喷射泵出口处混合蒸汽的实际焓；h1:二次蒸汽的焓；h2:喷射泵工作蒸汽的焓；m:被引射的二次蒸汽

2、量作业：如何提高m,从而提高能量利用率?3第3章化工单元过程与设备的节能3.3蒸发3.3.3二次蒸汽的再压缩3.3.3.2蒸汽动力压缩采用多效蒸发提高能量利用率喷射泵起到增加一效的作用4第3章化工单元过程与设备的节能3.3蒸发3.3.3二次蒸汽的再压缩3.3.3.2蒸汽动力压缩并列组合式热泵蒸发工艺思考：画出清晰的并列组合式热泵蒸发工艺示意图5第3章化工单元过程与设备的节能3.3蒸发3.3.4冷凝水热量的利用直接利用冷凝液显热来预热料液，也可采用自蒸发方式回收潜热。6第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏精馏是分离互溶液体混合物的最常用方法，分离依据是

3、各组分挥发性不同7第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏精馏塔的热量衡算QS:再沸器的加热量；QF:料液带进的热量；QD:塔顶产品带出的热量；QC:塔顶冷凝器的冷却量；QW:塔底产品带出的热量；8第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏精馏过程是一个不可逆过程，火用损失由下列不可逆引起：流体流动阻力造成的压力降（压差）；不同温度物流间的传热或不同温度物流的混合（温度差）；相浓度不平衡物流间的传质或不同浓度物流的混合（浓度差或化学势差）9第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏预热进料，以较低温位的热能代替再沸器要求的高温位热能思考：对于难分离体系，为什

4、么降低进料液预热温度有利于分离？10第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏3.4.2塔釜液余热的利用塔釜液的显热变为潜热来利用11第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏3.4.3塔顶蒸汽余热的回收利用直接热利用：产生低压蒸汽余热制冷：采用吸收式制冷装置产生冷量余热发电：用塔顶余热产生低压蒸汽驱动透平发电。12第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏3.4.3塔顶蒸汽余热的回收利用13第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏3.4.4多效精馏条件：所需温差小于实际温差的过程并流逆流平流压力组合方式：加压-常压加压-减压常压-减压减压-减压14第3章化工

5、单元过程与设备的节能3.4精馏3.4.4多效精馏限制因素：效数受投资的限制效数受操作条件的限制一般多效精馏的效数为2。15第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏3.4.4多效精馏空气分离成氮气和氧气的低温精馏一般采用林德双塔的两效精馏甲醇-水体系平流加料二效精馏分离工艺。16第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏3.4.4多效精馏17第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏3.4.4多效精馏优点：平流进料分配可以自由选择；缺点：(1).高压塔需要高压蒸汽为加热源;(2).进料含有微量杂质时，容易引起杂质分解和变质。18第3章化工单元过程与设备的节能3

6、.4精馏3.4.4多效精馏(1).二级逆流精馏方式蒸汽节减率为35%。(2).热量的级联使用两个无关塔的能量耦合，但要有相应的控制系统。19第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏3.4.5热泵精馏(1).类似于热泵蒸发。塔顶蒸汽加压升温，作为再沸热源。(2).适用于塔底和塔顶温差不大的场合沸点相近组分的分离(3).两种方式：蒸汽压缩机方式和蒸汽喷射泵方式。20第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏3.4.5热泵精馏3.4.5.1.蒸汽压缩机方式应用场合：塔顶和塔底温度接近的场合；被分离物质的沸点接近，需要大量加热蒸汽；较高塔压下分离易挥发性物质的场合

7、三种方式：气体直接压缩式；单独工质循环式；闪蒸再沸流程21第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏3.4.5热泵精馏3.4.5.1.蒸汽压缩机方式气体直接压缩式22第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏3.4.5热泵精馏3.4.5.1.蒸汽压缩机方式气体直接压缩式二级压缩系统与一级压缩相比，压缩机功耗大大降低。23第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏3.4.5热泵精馏3.4.5.1.蒸汽压缩机方式气体直接压缩式低压精馏能够有效地分离沸点接近的组分。24第3章化工单元过程与设备的节能3.4精馏3.4.5热泵精馏3.4.5.1.蒸汽压缩机方式气体直接压

8、缩式Δt1,3=21.9℃,Δt2,3≤4℃25第3章化工单元过程与设备的节能3