康景辉 煤化工高盐废水的蒸发结晶工艺 火力发电厂烟气脱硫废水处理
精馏工艺是石油化工行业中的重要组成部分，其能耗约占总能耗的60%。在常规精馏塔的流程中，塔底再沸器所输入的能量大部分在塔顶被冷却空气或冷却水带走。一般情况下，这部分能量不能得到进一步的回收利用，热力学效率很低。因此精馏过程的节能十分必要。对此人们提出了许多节能措施，实验研究以及工业应用表明其中节能效果十分***的便是热泵精馏技术。
通常的热泵精馏是把精馏塔塔顶蒸汽加压升温，使其用作塔底再沸器的热源,回收塔顶蒸汽的冷凝潜热。这种流程又称为压缩式热泵精馏。
采用分段式MVR热泵精馏技术对甲醇水进行分离,同时构建换热网络,实现塔顶冷凝热和塔釜汽化热的匹配。采用软件,对常规精馏和热泵精馏工艺流程进行模拟,并对两种不同技术的能耗和经济性进行对比。结果表明:热泵精馏技术能耗节省约70%,分段式压缩机一次性投资较高,结合能耗对比结果,短期内能收回成本,因此经济效益可观,具有推广应用价值。
基于乙醇-水溶液体系相平衡图，开发了直接压缩式和外部工质式两种乙醇分割式MVR热泵精馏系统工艺流程，并通过温烩（T-H)图，分析系统用能特点。
为研究乙醇分割式MVR热泵精馏系统操作特性，利用Aspen Plus软件建立了系统仿真模拟流程，采用序列二次规***法对系统进行了灵敏度分析，研究了系统回流比、进料位置等主要参数与系统节能特性之间关系，优化了系统操作参数。发现回流比为4.5-4.8，进料板位置为***5块塔板。
建立了乙醇分割式MVR热泵精馏系统热力学模型，对直接压缩式和外部工质式两种乙醇分割式MVR热泵精馏系统从热力学性能、能耗及运行经济性三个方面进行了评价和对比分析。结果表明，直接压缩乙醇分割式MVR热泵精馏系统较外部工质式可节约能耗64.36%，节省运行费用75.77%，性能更优。
结合上述优化及分析结果，对处理量为100 kg/h 的乙醇分割式MVR热泵精馏系统进行了设计计算，验证了本文开发的乙醇分割式MVR热泵精馏系统可节约能耗60%以上，节约运行费用70%以上，适用于乙醇精馏生产过程中的节能改造。
