应用于空分纯化系统的相变储热器建模及分析

作     者：张春伟 张学军 赵阳 ZHANG Chunwei;ZHANG Xuejun;ZHAO Yang

作者机构：浙江大学制冷与低温研究所浙江杭州310027 浙江省制冷与低温技术重点实验室浙江杭州310027 

基　　金：国家重点研发计划(2017YFB0603702) 国家自然科学基金重点项目(51636007,51976178) 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2021年第40卷第6期

页      码：3099-3106页

摘      要：为实现空分纯化系统污氮气余热的回收再利用,设计了一种采用相变储热器的新型空分纯化系统,同时提出了相应的相变储热器设计方法。首先,对空分纯化系统进行数据采集,并通过回归获得污氮气温度、流量等参数的特性函数。随后,建立了非稳态变温热源下的相变储热器动态数学模型,并推导相变材料在污氮气特性函数作用下的温度通用表达式。其次,以储、放热整体循环的最大放热量为目标函数,采用微分进化算法优化储热器内相变材料熔化温度、质量等关键参数。最后,通过穷举计算了单、双级相变储热器中相变温度与余热利用率之间的关系。计算结果表明,对于单级相变储热器,最佳的相变温度为59.67℃,最大余热利用率约为0.41;对于双级相变储热器,第一级和第二级的最佳相变温度分别为73.68℃和46.04℃,最大余热利用率约为0.52。本研究为提升空分纯化系统能效奠定了理论基础。

主 题 词：空分纯化系统 余热利用 相变 动态建模 微分进化算法 优化 

学科分类：080702[080702] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.16085/j.issn.1000-6613.2020-1332

馆 藏 号：203103658...