能量的有效利用 夹点分析与过程集成 原著第2版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1什么是夹点分析？ 1

1.2历史和工业经历 2

1.3夹点分析是干什么的？ 3

1.4过程综合的概念 5

1.5过程设计中热力学的作用 8

1.5.1如何实际应用热力学 8

1.5.2投资费用和能量费用 8

1.6学习和应用夹点技术 10

参考文献 10

第2章 夹点分析的关键概念 12

2.1热回收与热交换 12

2.1.1热交换的基本概念 12

2.1.2 温焓图（temperature-enthalpy diagram） 13

2.1.3组合曲线（composite curve） 14

2.1.4目标化（targeting）方法：问题表法（the “problem table”） 17

2.1.5总组合曲线与位移组合曲线 20

2.2夹点及其意义 22

2.3换热器网络设计 24

2.3.1网格（network grid）表示 24

2.3.2“通常”网络设计 24

2.3.3最大能量回收网络设计 26

2.3.4设计策略概述 30

2.4△Tmin选择：超级目标化（supertargeting） 30

2.4.1 △Tmin选择的深层含意 30

2.5夹点分析方法论 32

2.5.1夹点分析技术范围 32

2.5.2如何进行夹点研究 32

练习 33

参考文献 34

第3章 数据提取与能量目标化 35

3.1数据提取 35

3.1.1能量平衡与物料平衡 35

3.1.2物流数据提取 36

3.1.3热负荷与热容量计算 37

3.1.4物流选择 38

3.1.5混合 40

3.1.6热损失 40

3.1.7小结 41

3.2案例研究：有机蒸馏装置 42

3.2.1过程描述 42

3.2.2能量与物料衡算 42

3.2.3物流数据提取 44

3.2.4费用数据 44

3.3能量目标化 45

3.3.1个别物流的△Tmin贡献 45

3.3.2阈值问题 46

3.4多公用工程 47

3.4.1公用工程的类型 48

3.4.2合理配置原理 48

3.4.3恒温公用工程 50

3.4.4公用工程夹点 51

3.4.5变温公用工程 51

3.4.6平衡组合曲线与平衡总组合曲线 53

3.4.7多公用工程级别选择 56

3.5更先进的能量目标化 57

3.5.1分区目标化 57

3.5.2压降目标化 58

3.6换热单元数、面积、壳数目标化 59

3.6.1设备单元数目标化 59

3.6.2最小设备单元数目标化 61

3.6.3面积目标化 63

3.6.4偏离纯逆流 65

3.6.5壳数目标化 65

3.6.6现有系统的性能 66

3.6.7拓扑陷阱 66

3.7超目标化：最优△Tmin的费用目标化 68

3.7.1选择△Tmin的权衡 68

3.7.2 2股物流例子演示 69

3.7.3影响最优△Tmin的因素 70

3.7.4理想△Tmin的近似估计 72

3.8有机蒸馏装置目标化的案例研究 73

3.8.1能量目标 73

3.8.2面积目标化 73

3.8.3费用目标化 74

3.8.4分区目标化 76

3.8.5包含公用工程物流的目标化 78

3.9附录：问题表算法与组合曲线算法 81

3.9.1问题表与总组合曲线 81

3.9.2组合曲线 82

习题 83

参考文献 83

第4章 换热网络设计 85

4.1引言 85

4.2热交换设备 85

4.2.1换热器的类型 85

4.2.2管壳式换热器 86

4.2.3板式换热器 89

4.2.4回热式换热器 91

4.2.5固体热回收 91

4.2.6多物流换热器 92

4.3物流分流和循环匹配 92

4.3.1分流 92

4.3.2循环匹配 98

4.3.3远离夹点设计 98

4.4网络松弛 101

4.4.1回路和路径的使用 101

4.4.2网络温差与换热器温差 106

4.4.3可选网络设计和松弛策略 106

4.5更复杂的网络设计 108

4.5.1阈值问题 108

4.5.2约束 111

4.6多夹点和近夹点 113

4.6.1定义 113

4.6.2多夹点网路设计 113

4.7网络改造设计 115

4.7.1过程改造的可选策略 115

4.7.2网络最优化 117

4.7.3网络夹点 117

4.7.4网络改造设计实例 118

4.7.5自动的网络设计 125

4.8可操作性、多基准工况设计 126

4.9有机物蒸馏网络设计实例研究 129

4.9.1独立单元 129

4.9.2单元集成 132

4.9.3包括公用工程物流 134

4.9.4多公用工程 135

4.10结论 137

练习 137

参考文献 138

第5章 公用工程、热和动力系统 140

5.1概念 140

5.1.1引言 140

5.1.2热电系统的类型 140

5.1.3热机和热泵的基本原理 141

5.1.4热机与热泵的适宜配置 143

5.2 CHP系统 144

5.2.1实际热机 144

5.2.2 CHP系统的选择 146

5.2.3全厂热与动力系统 150

5.2.4经济评价 154

5.2.5有机物朗肯循环 158

5.3热泵和制冷系统 160

5.3.1热泵循环 160

5.3.2制冷系统 163

5.3.3轴功分析 166

5.3.4冷却水系统 168

5.3.5小结 168

5.4全局分析 168

5.4.1总全局能量目标化 169

5.4.2全局温焓曲线 170

5.4.3通过全局蒸汽系统的实际热回收 171

5.4.4间接热传递 172

5.4.5联产目标估计 174

5.4.6排放目标化 175

5.5实例：有机物蒸馏装置 175

5.6案例研究和例子 178

5.6.1威士忌酒厂 178

5.6.2具有地热区域供热的CHP 180

5.6.3热带地区电力生产与海水淡化 181

5.6.4医院 182

练习 182

参考文献 183

第6章工艺过程改变与完善 184

6.1概念 184

6.2通用原理 186

6.2.1基本目标 186

6.2.2加减原理 186

6.2.3适宜配置应用于单元操作 188

6.3反应器系统 191

6.4精馏塔 192

6.4.1基本分析方法概述 192

6.4.2精确分析 193

6.4.3多塔 194

6.4.4精馏塔温焓图 195

6.4.5精馏序列 198

6.5其他分离系统 202

6.5.1蒸发系统 202

6.5.2闪蒸系统 209

6.5.3固体干燥 211

6.5.4其他分离方法 214

6.6应用于有机物蒸馏过程的案例研究 215

6.6.1识别潜在的过程改变 215

6.6.2删除塔底冷却：详细分析 216

6.6.3经济评价 220

6.7总结和结论 221

练习 221

参考文献 222

第7章 间歇与时变过程 223

7.1引言 223

7.2概念 224

7.3间歇过程的物流类型 228

7.4时间间隔 230

7.5确定能量目标 231

7.5.1产生物流数据 231

7.5.2时间平均模型 231

7.5.3时间片断模型 232

7.5.4热存储的可能性 235

7.6换热网络设计 238

7.6.1基于连续或平均的过程网络 238

7.6.2基于个别时间间隔的网络 239

7.7重排产 241

7.7.1定义 241

7.7.2重排产的分类 242

7.7.3方法 244

7.8去瓶颈 246

7.9其他时变应用 249

7.9.1开车与停车 249

7.9.2日夜变化 249

7.10结论 249

参考文献 250

第8章 夹点技术的实际应用 251

8.1引言 251

8.2如何进行夹点研究 251

8.3能量平衡和物料平衡 252

8.4提取物流数据 253

8.4.1混合与分流 254

8.4.2有效的过程温度 255

8.4.3工艺过程蒸汽和水 256

8.4.4软数据 257

8.4.5单位 258

8.4.6实例 259

8.5目标化和网络设计 262

8.5.1目标化 262

8.5.2网络设计 262

8.6目标化软件 263

8.6.1可用软件 263

8.6.2本书附带的电子表格软件 263

8.7工业经验 264

8.7.1炼油 266

8.7.2大宗化学品-连续过程 266

8.7.3特种、间歇化学品与制药 266

8.7.4纸浆和造纸 267

8.7.5食品与饮料 267

8.7.6消费品与纺织 268

8.7.7矿山与冶金 268

8.7.8热电公用工程 269

8.7.9建筑 269

习题 270

参考文献 270

第9章 案例研究 271

9.1引言 271

9.2原油预热系统 271

9.2.1过程描述 273

9.2.2数据提取和确定能量目标化 274

9.2.3夹点识别和网络设计 277

9.2.4设计改进 281

9.2.5设计评价 285

9.2.6结论 286

9.3芳烃装置 288

9.3.1引言 288

9.3.2过程说明 288

9.3.3提取物流数据 290

9.3.4能量目标化 292

9.3.5 MER网络设计 293

9.3.6基于现有布置的网络设计 299

9.3.7实际过程设计考虑 301

9.3.8深层考虑 302

9.3.9具有可选物流数据的目标化和设计 303

9.3.10结论 305

9.4蒸发／干燥装置 305

9.4.1过程说明 306

9.4.2物流数据提取 306

9.4.3能量目标化 309

9.4.4热泵策略 310

9.4.5工艺过程改变分析 311

9.4.6最后方案布局选择 314

9.4.7结论 318

9.5有机化学品制造厂 318

9.5.1过程描述和目标化 318

9.5.2实际实施 320

9.5.3结论 321

9.6医院 321

9.6.1现场描述和物流数据提取 321

9.6.2时间间隔目标化 323

9.6.3重排产的可能性 324

9.6.4工艺过程改变可能性 326

9.6.5热电联产的机会 326

9.6.6结论 327

9.7总结论 328

习题 329

参考文献 329

第10章 结论 330

符号说明 331

术语表 332

进一步阅读 335

附录A电子表格软件使用说明 335