基于重组分占优的热泵隔壁塔最佳拓扑结构

在隔壁塔（DWC）分离重组分占优宽沸点三元物系的过程中，重组分的分离产生的大量高温过热蒸汽可以被蒸汽再压缩热泵（VRHP）加以利用，进而形成不同的热泵隔壁塔（VRHP-DWC）拓扑结构。根据DWC的稳态运行特征，提出VRHP-DWC的最佳拓扑结构，包括两个VRHP：第一个VRHP用来压缩过热蒸汽并将其潜在热量释放至预分离塔的再沸器或公共再沸器；另一个VRHP用来压缩由第一个VRHP产生的高温冷凝液体和塔底产品流预热后的塔顶蒸汽，并将其潜在热量释放至预分离塔的再沸器或公共再沸器。用苯/甲苯/邻二甲苯和正戊烷/正己烷/正庚烷两组物系验证了所提出结构的经济性能，结果表明，对于隔板在中部的DWC （DWC with a middle partition，DWCM），两个例子的年度总成本（TAC）分别下降了17.22%和7.11%；而当隔板位于顶部（DWC with a top partition，DWCT）和底部（DWC with a bottom partition，DWCB）时，TAC也都有不同程度的降低。此外，还讨论了不同隔板位置对DWC性能的影响，对于两个例子而言，DWCT显示出的性能最差，而DWCM与DWCB在稳态与动态上的性能表现各有优劣。VRHP-DWC最佳拓扑结构的预先确定可以大大降低化工过程开发阶段的复杂性和乏味性，并对过程中强化技术的应用具有重要意义。     

蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔的非对称温度控制

蒸汽再压缩热泵(VRHP)可以提升隔离壁蒸馏塔(DWDC)的稳态性能,但也加剧了被控变量间的相互耦合,给蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔(VRHP-DWDC)的平稳操作带来困难。针对分离中间组分(甲苯)绝对占优的苯/甲苯/二甲苯三元物系的VRHP-DWDC,通过非方相对增益矩阵对操纵与被控变量进行配对,并依据闭环响应分析给出了一种新颖的单温度分散控制系统。由于采用塔顶/侧线热泵压缩机分别控制侧线段/公共提馏段的灵敏板温度,不但加快了侧线产品的响应速度,而且降低了塔底产品的峰值偏差。鉴于高度内部耦合以及失真的温度与组分对应关系导致二者存在较大的稳态偏差,采用双温差结构进一步强化系统设计,由此给出了一种非对称温度控制系统,降低了系统内在非线性因素的影响,因而能够减小侧线和塔底产品的稳态偏差。闭环仿真结果显示了该非对称温度控制系统的优越性。研究表明,VRHP的引入虽然加重了VRHP-DWDC的内部耦合,但也提供了压缩机功率这一潜在操作变量,其较好的控制通道特性与双温差结构的有效应用能在一定程度上改善VRHP-DWDC的闭环操作。     

内部热耦合中间隔壁塔的设计与控制

虽然隔离壁精馏塔(DWC)与多个常规精馏塔组成的常规分离序列相比具有明显的节能潜力,但是通过引入内部热耦合技术,仍然具有进一步强化设计的空间。以进料位置为界,可将DWC分为上、下两部分,上部包含公共精馏段和进料上端的隔离壁两侧,下部包含进料下端的隔离壁两侧和公共提馏段,在两部分之间设置内部热耦合,得到一种新型内部热耦合中间隔壁塔(IHIMDWC)。在进料上、下两端的隔离壁一侧或两侧设置内部热耦合可以得到4种不同的IHIMDWC拓扑结构。以甲醇、乙醇与正丙醇三元物系的分离为例,通过启发式搜索法对4种IHIMDWC拓扑结构进行稳态设计,并提出了一种分散温度控制系统以验证它们的可控性。仿真结果表明,与DWC相比,IHIMDWC不但可以显著降低能量消耗,而且所设计的分散温度控制系统可以有效地抑制干扰。     

乙基胺分离系统各塔的设计和模拟计算

根据各物料挥发度的不同以及三乙胺与乙醇、水的三元共沸物在不同压力下共沸组成的不同,对乙基胺粗产品进行了分离。乙基胺分离系统包括6个塔,精馏后得到纯的一乙胺、二乙胺、三乙胺产品。利用模拟软件Asp-en Plus对乙基胺分离系统进行了设计和模拟计算,得到了各塔理论板数和回流比等设计参数。精馏后产品的质量纯度满足一乙胺不低于0.995,二乙胺不低于0.995,三乙胺不低于0.998的要求。通过对分离系统中各塔冷凝器和再沸器热负荷的计算,得到了年产30000t乙基胺分离系统所需要提供的冷却水量约为1669t/h,需要提供的中压饱和蒸汽约为25.7 t/h,需要提供的低压饱和蒸汽约为15.1 t/h。     

An analytical solution for VOCs emission from multiple sources/sinks in buildings

An analytical solution is presented to describe the emission/sorption of volatile organic compounds （VOCs） from/on multiple single-layer materials coexisting in buildings. The diffusion of VOCs within each material is described by a transient diffusion equation. All diffusion equations are coupled with each other through the equation of mass conservation in the air. The analytical solution is validated by the experimental data in literature. Compared to the one-material case, the coexistence of multiple materials may decrease the emission rate of VOCs from each material. The smaller the diffusion coefficient is, the more the emission rate decreases. Whether a material is a source or a sink in the case of multiple materials coexisting is not affected by the diffusion coefficient. For the case of multiple materials with different partition coefficients, a material with a high partition coefficient may become a sink. This may promote the emission of VOCs from other materials.     

过热蒸汽袋式除尘器CFD分析

过热蒸汽袋式除尘器是以过热蒸汽为动力的过热蒸汽气流磨的重要组成部分。利用计算流体动力学（CFD）软件的FLUENT工具模拟及评价了按照传统方法设计的过热蒸汽袋式除尘器，通过对滤袋间隙气流、温度场、压力场的分析显示，按照传统的设计方法模拟设计的过热蒸汽袋式除尘器流场分布均匀，能满足设备运行要求，相关参数可为设备改进及工业放大提供依据。     

正、反向萃取精馏分离丙酮-甲醇体系的模拟研究

选择水、氯苯作为正、反向萃取剂来分离丙酮-甲醇共沸物系，规定原料液进料流率为540 kmol/h，进料温度为320 K，各塔的操作压力均为101.325 kPa，通过Aspen Plus进行流程模拟，得到摩尔分数为99.5%的产品。以最小全年总费用（TAC）为目标、序贯迭代搜索法为优化方法对不同萃取剂下的各塔进行灵敏度分析，规定塔顶轻组分摩尔分数为99.5%、摩尔回收率为99.99%，得到的优化结果显示：正向萃取中萃取精馏塔的理论塔板数、原料进料位置和萃取剂进料位置分别为76块、64块和45块，萃取剂回收塔的理论塔板数、进料位置分别为25块、14块；反向萃取中萃取精馏塔的理论塔板数、原料进料位置和萃取剂进料位置分别为52块、40块和24块，萃取剂回收塔的理论塔板数、进料位置分别为25块、7块。通过TAC计算表算出两种萃取剂下工艺流程所需的经济费用，结果为正向萃取流程费用26 658 942.69元/a，反向萃取流程费用25 466 172.02元/a。     

一种带中间换热器的双热源高温热泵系统

为了提高工业高温热泵系统的热力性能,实现对工业低温余热的高效综合回收,提出了一种带中间换热器的双热源高温热泵系统。第一级热泵以CO2为工质、以空气为热源,在超临界状态下将冷水加热到中间温度。第二级热泵以R152a(二氟乙烷)作为工质,从工业余热源吸收热量,将用水加热到所需的高温,并且在中间换热器中将CO2加热到过热状态。对该双热源热泵系统进行热力学分析,发现给定R152a在中间换热器温降的情况下,CO2存在最大的过热度,使得整个系统达到最佳运行工况。以回收50℃废水余热为例与单热源热泵进行比较,平均供水量是后者的两倍多,单位质量热水的耗功量减少43.2%,性能系数和火用效率分别平均提高41.9%和23.96%。     

WNS型锅炉保温结构的改造

WNS型燃油气锅炉是国内中小型（20t/h以内）环保工业锅炉使用量最大的产品,在楼宇采暖、工矿企业蒸汽制备、医疗卫生单位蒸汽消毒等各行业得到广泛应用。分析WNS型油锅炉烟箱过热现象,提出保温结构改进的建议。     

异丁醇-乙醇废水体系分离回收工艺的模拟与优化

以乙二醇作为萃取剂,选用UNIQUAC热力学模型,基于Aspen plus流程模拟软件对含异丁醇、乙醇工业废水的分离回收工艺进行设计和模拟研究。通过分析萃取剂对乙醇/水相对挥发度的影响,确定了最佳溶剂比;基于全年总费用（TAC）最低原则,确定了各塔的最优工艺操作条件;并在此条件下,得到了纯度为99.9%的异丁醇和99.8%的乙醇,废水达标排放。最后,对全流程工艺进行了模拟和经济核算,得到的TAC最低为325.88×10³美元/a,为异丁醇/水/乙醇分离工艺工业化提供了指导性依据。     

Boiling Heat Transfer on Porous Surfaces with Vapor Channelt Transfer on Po

IntroductionThe enhanced boiling heat transfer on poroussurfaces has been of considerable research interestmainly due to its effectiveness and numerousapplications such as on boiler surfaces,heat pipesand the cooling of micro- electronic components.The porous layers can be manufactured by variousmethods such as machining,welding,sintering orbrazing of particles,electrolytic deposition,flamespraying,bonding of particles by plating,galvanizing,plasma spraying of polymers,metalliccoating with foa…     

多孔表面槽道对沸腾传热影响的实验研究

报道了开槽密度和深度对R11工质在烧结多孔表面池沸腾换热影响的实验研究,观察发现,多孔表面开槽,蒸汽从槽道逸出,液体从多孔区吸入到受热面,沸腾换热增强,沸腾可分为液体灌注,槽道起泡和底部蒸干3个区,对特定的多孔层,合理开槽可获得较好的换热效果。     

链状流体的分子热力学模型：Ⅲ.混合物pVT和三元汽液平衡计算

将链状流体混合物的分子热力学模型应用于二元混合物ｐＶＴ数据关联和三元汽淮平衡数据的预测。结果表明，本模型用一个可调相互作用参数可以拟合二元混合物ｐＶ６数据。利用实验数据拟合得到二元相互作用参数，能令人满意地预测三元混合物的汽淮平衡数据。     

用FRKS状态方程结合互作用函数预测三元系超额焓

利用Ｆ函数修改的立方状态方程———ＦＲＫＳ方程,并结合二元交互作用函数Ｌｉｊ（Ｔ,ｘｉ）,关联各种类型的液态二元系的超额焓．对３５个液态二元系超额焓的计算结果表明,ＦＲＫＳ状态方程结合Ｌｉｊ函数能相当准确地关联二元系超额焓．在只用二元系的参数,不引入任何多元参数的条件下,将该方法推广用于预测三元系的超额焓,对１４个高度非理想三元系的超额焓的预测结果和实验值吻合很好     

细水雾抑制气体火焰的实验

通过改进wolfhard-parker燃烧器，和对细水雾灭火时不同机理作用的分离实验研究，探讨了在灭火时水雾的蒸发潜热吸热作用、热容吸热作用以及稀释氧气作用在抑制气体扩散火焰方面的相对贡献．实验结果表明，细水雾抑制气体火焰是其稀释氧气、蒸发潜热吸热和热容吸热作用共同作用的过程，且潜热吸热作用比热容吸热作用更明显．在卷吸作用下，可以有更多的细水雾到达火焰内部，因而其对火焰内部温度的影响比水蒸气更大．     

三元可燃性液体水溶液闪点的理论预测

为了预测三元互溶可燃性液体水溶液的闪点,分析确定了影响混合溶液闪点的主要因素,如沸点、相对分子质量、相对密度、饱和蒸汽压、表面张力等。将这些因素作为输入变量,应用支持向量机算法对混合溶液闪点与其对应理化参数之间的内在定量相关性进行了研究,建立了三元互溶可燃性液体水溶液闪点的理论预测模型。对预测模型进行了验证,讨论了模型的有效性和可靠性;解释了模型反映的机制,明确了混合溶液闪点的主要影响因素及其重要程度。     

饱和蒸汽压和二元汽液平衡的统计热力学计算

以理论分析作为指导,建立流体混合物的半经验正则配分函数,并导出一个新的状态方程。用此状态方程计算纯物质饱和蒸汽压和二元汽液平衡,计算值和实验值符合很好。     

相变蓄热水箱的性能优化模拟分析

采用COMSOL Multiphysics计算流体动力学软件建立相变蓄热水箱的数值模型,通过实验验证数值计算模型的准确性,并对相变蓄热水箱结构进行优化.分析不同环形金属隔板分层数和隔板厚度对相变蓄热水箱蓄放、热过程的影响.结果表明：在相变层内部设置的环形金属隔板可改善相变蓄热水箱的运行特性;蓄热过程中,环形金属隔板分层数和隔板厚度的增加有利于固态相变材料熔化,潜热利用率得到提升;放热过程中,增设环形金属隔板能使相变材料达到更低的固相比;厚度为5 mm的环形金属隔板对促进相变材料液化、维持水温的作用强于厚度为2,10 mm的环形金属隔板.     

新型二元混合工质HFC32/HFO1234yf的热物性模型

在已有文献数据的基础上,优化了HFC32/HFO1234yf二元混合物相对应的交互系数和HFO1234yf适用于Peng-Robinson-Stryjek-Vera(PRSV)方程的纯物质特性参数,建立了用于该混合物的PRSV方程模型,并用该模型开发了二元混合物的热物性计算程序.比较实验数据发现,PRSV方程计算值的精度比PR方程有所提高.根据PRSV方程绘制了混合物饱和压力、温度随气液组成变化的关系图,并列出了定组成(0.3/0.7)时二元混合物饱和性质表,最后比较了不同混合比条件下混合物的潜热曲线.发现HFC32的添加有利于流体潜热的提高,考虑到GWP的因素,推荐了作为替代制冷剂时HFC32/HFO1234yf二元混合物所要满足的混合比范围为0.2/0.8~0.4/0.6.