论文部分内容阅读
本文模拟分析研究了二氧化碳捕集工艺中的五组换热操作实验。五组实验分别为:冷热流体均为乙醇胺溶液的板式换热器E1;冷却水冷却乙醇胺溶液的板式冷却器E2;过饱和蒸汽加热乙醇胺溶液的管壳式再沸器F1;冷却水冷却CO2与H2O的混合气体的管壳式冷却器F2;冷却器冷却N2与H2O的混合气体的管壳式冷却器F3。 本文充分考虑五组实验中各股物流的相态变化，利用Property Analysis分别生成物性相图，分析换热过程中的相变情况。根据给定的工艺参数，利用Aspen Plus分别模拟分析五组实验的整个化工流程，得到各实验工艺流程的物性参数。利用Aspen Plus与Aspen Exchanger Design And Rating结合，模拟分析E1、E2的人字形波纹倾角对换热性能的影响以及设计E2的结构参数;利用Aspen Plus与AspenExchanger Design And Rating相结合，模拟设计含相变的复杂物系的F1;利用Aspen Plus与手工计算结合，模拟设计优化含相变的复杂物系的F2、 F3。 结果表明，人字形板式换热器:波纹倾角越大，流道阻力越大，压力降越大，传热系数也越大，换热效率越高。即波纹倾角=30°，L流道;波纹倾角=45°，M流道;波纹倾角=60°，H流道;换热效果依次增强。管壳式换热器中的气体流体均有相变，气体相变百分数分别为，F1:98.962％，F2:46.2％、F3:8％，此部分相变热用来提供体系换热的大部分热量。利用Aspen Plus与Aspen ExchangerDesign And Rating结合或是Aspen Plus与手工计算结合，可以模拟优化含相变的复杂物系的管壳式换热器。模拟和优化过程降低了实验费用，极大地提高了工作效率，为相似体系的换热器的设计和优化工作，提供了方法和依据。