摘要：通过将隔离壁精馏塔(DWC)的隔板两侧进行水平传热,可以进一步降低DWC的能量消耗。本文以假想的三组分混合物A,B,C为例,在三塔简捷计算初值的基础上,利用Mathematica对DWC进行最终的优化设计,并进行了主塔和副塔间水平传热的研究。结果表明,与未耦合的DWC对比,耦合DWC最大能够节能0.9%,且耦合塔板数与耦合面积能够影响DWC的节能效果。

摘要：隔离壁精馏塔(dividing-wall distillationcolumn,DWDC)是提高两个或者多个传统精馏塔热力学效率的有效手段。由于隔离壁精馏塔内部结构复杂、相互作用强,传统的序贯优化方法计算时间长,很难达到全局最优解。标准粒子群算法应用广泛、易于实现,但易于早熟、易于陷入局部极值点。因此,本工作采用改进的元胞粒子群算法对Kaibel隔离壁精馏塔进行综合与设计研究。元胞粒子群算法通过改进粒子的学习策略,采用元胞邻域的方法可有效地将粒子分散在多个子空间。对比标准粒子群优化和元胞粒子群优化两种方法的50次优化效果,结果表明,两种粒子群算法能够对内部结构复杂、相互作用强的四组分Kaibel隔离壁精馏塔这一复杂分离系统进行优化,优化效果显著。

摘要：由于隔离壁精馏塔(DWDC)的预分离塔和主精馏塔之间存在着强烈的物质耦合与能量耦合,其在四点浓度(3个主要产品的采出浓度和中间产物的杂质浓度比)的控制条件下,存在设计和操作的黑洞问题。利用多进料策略的综合设计方法有效地对黑洞进行了填补,通过对实际物系乙醇、丙醇、丁醇分离系统的稳态分析和动态研究,验证了该方法的可行性及有效性,并证明了该方法的节能优势。

摘要：隔离壁精馏塔在同时控制4个质量指标(塔顶、侧线、塔底产品浓度以及侧线采出杂质比)时会产生设计与操作黑洞,黑洞的产生对隔离壁精馏塔的应用范围带来很大的限制。本文提出了一种通过调整进料和侧线采出的热状况对隔离壁精馏塔的黑洞进行填补的策略。这两个操作变量通过对全塔热平衡的影响,改善预分离塔与主塔之间的耦合关系,进而改善两者分离能力并最终消除黑洞,同时改善了隔离壁精馏塔的动态特性。针对进出料热状况的调整,本文结合牛顿法给出了简单的调整规则,调整会形成3种不同的方案,为不同能量供应条件下填补隔离壁精馏塔的黑洞提供了可能。通过使用Aspen Plus模拟理想三元物系分离,对黑洞填补方法进行稳态分析和动态响应验证,证明采用调整进出料热状况的方法可以有效的填补隔离壁精馏塔的设计与操作黑洞并使其动态特性得到改善。本文所提出的方法完善了填补黑洞的方法体系,增加了隔离壁精馏塔的灵活性与适应性。

摘要：当前,生态环境恶化、能源资源匮乏已成为国际社会所面临的共同挑战,在此背景下,工业行业要想实现自身的可持续发展,就需要积极的更新生产技术,降低生产能耗以提升自身的经济效益。在工业生产中,精馏塔是最常用到的分离设备,而隔离壁精馏塔的诞生则以自身的优势解决了常规精馏塔高能耗的问题,但要想充分的发挥出这一设备的优势作用,就需要实现这一设备的完善设计。本文针对隔离壁精馏塔的相关设计问题展开了研究,以供参考。

摘要：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。