夹点分析

夹点分析是一种方法，以减低能源消耗的化学过程 ，通过计算热力学可行的能源目标 （或最低能源消耗），实现他们的条件，通过优化热回收系统，能源供应方式和工艺操作。它也被称为流程的整合 ， 热集成 ， 能源集成或夹点技术 。

夹点分析的定义夹点分析的过程数据表示为一集的能量流，或流作为一种热负荷（kW）的功能，对温度（摄氏度）。热流 （释放热量）和 冷一热的所有数据流 （需要结合这些数据流的所有工厂在给组合曲线）。 复合曲线点之间最接近的热点和冷点温度（或只是掐捏点与温度和热流）。因此，通过找到这一点，开始设计在那里， 能源目标可以实现用换热器回收热量之间的冷热流在两个独立的系统，温度一掐捏，温度以上的温度和下面一个温度。在实践中，在现有的设计夹点分析，往往跨越捏热交换被发现与它之间的上方和下方的掐捏汽温冷烫流。匹配替代去除这些热交换器使过程达到其能源目标1 。

夹点分析的发展历程该技术首先在1977年底制定了博士学位 学生博多Linnhoff的监督下花博士在英国利兹大学。 1977年Linnhoff加入帝国化工（ 卜内门 ），在那里他领导方法的实际应用和进一步发展。1982年，他加入了（曼彻斯特大学理工学院曼彻斯特理工大学 ，现在一天曼彻斯特大学 ）继续工作。1983年，他成立了一个咨询公司，由被称为Linnhoff三月国际有限公司（以后得到比联能源服务有限公司 ）。

许多改进，因为已经开发并在广泛的行业，包括延长对热和动力系统和非过程情况下使用。双方详细和简化方案 ，现已来计算能源的目标。一种常用的免费捏分析程序PinchLeni。

近年来，夹点分析已延到能源的应用。 现在包括：

●质量交换网络（萨尔瓦多- Halwagi和Manousiouthakis，1989年）

●水夹点 （Smith 1994; Hallale，2002; 普拉卡什和谢诺伊，2005年）

●氢捏 （Hallale等。2003年Agrawal和谢诺伊，2006年）

夹点分析的应用常减压蒸馏过程对常减压蒸馏过程的换热网络进行了夹点分析。得到了各热流体和冷流体在各自温度间隔的热负荷分布情况,绘制了组合曲线和总组合曲线。对于热流体,热端提供的热负荷较大,冷端提供的的热负荷较小,其中热物流减黏渣油对整个热负荷的贡献最大。对于冷流体,需要热负荷的冷流体主要是流体拔头油(BTY)和原油,且集中在中低温度间隔内。组合曲线和总组合曲线说明换热网络热回收接近温差越小,回收的热量越大,需要的热公用工程和冷公用工程也越少,公用工程投资和冷热公用工程费用将减少,但是由于换热网络接近温差变小,整个换热网络的换热器面积将增大,从而增加了换热器投资,这表明在实际过程中要兼顾换热器等设备的投资成本。不同接近温差的换热网络,其夹点是变化的。

用水网络最优设计水夹点分析和数学规划法相结合的用水网络最优设计法。水夹点分析基于对过程用水的理解,获得新鲜水用量目标并给出用水网络设计的基本规则。在此基础上建立过程使用新鲜水、排放废水和回用的各种可能匹配方案的用水网络超结构及其MINLP模型。既避免了用水夹点综合设计用水网络得不到真正意义上的最优解,又在一定程度上防止超结构规模过大, MINLP维数太高,求解困难。采用通用代数建模系统GAMS得到用水网络最优设计方案2。

CO2捕集工艺电厂一乙醇胺 （MEA）法烟气CO2捕集 （CCS）工艺换热网络能量流密集，固有能耗高，对该工艺进行过程集成节能研究，具有重要意义。对CO2捕集工艺换热网络的夹点分析说明该换热网络存在跨越夹点的热量传递。冷热物流的总复合曲线特征说明了CO2捕集工艺固有能耗高的特性。对换热网络进行调优并提出了节能技术方案：在夹点之上利用MEA贫液的部分高温位热量加热预吸附塔再生气；采用MEA再生塔产生的湿CO2混合物作为驱动热源，跨越夹点设置一台氨吸收式制冷机以替代CO2液化所需部分制冷量。基于过程集成节能提出的换热集成节能措施可有效降低CO2捕集工艺固有能耗，使蒸汽耗量降低21%，冷却水耗量降低17.2%，CO2液化所需低温冷却公用工程降低43.4%3。

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李斌 - 副教授 - 西南大学