O'rganish / suv aralashmasini ajratish uchun o'z-o'zidan issiqlik rekuperativ Azeorop distillashini ko'p ob'ektiv optimallashtirish va nazorat qilish - bet 4

s. t.
jarayon QProc (kW), buni quyidagicha ifodalash mumkin:
Q
yk⃗ ≥ xk
(9)
Q Yoqilgʻi =
Prok
hFurn (7)
Bu yerda Ni – bosqichlar soni, Wi – kompressorlar kuchi, Ci – kompressorning siqish nisbati,
Bu erda, ηFurn qozon isitish samaradorligi hisoblanadi, va u 0,8-0,9 bir empirik qiymati bilan hisoblash mumkin.
An'anaviy Azeotropning optimallashuvi
Distillash jarayoni. An'anaviy azeotrop distillash jarayonida bosqichlar soni va reboiler vazifasi uning iqtisodiyotiga katta ta'sir ko'rsatishi mumkin. Qayta ishga tushirishning bosqichlari soni va energiya sarfi o'rtasida raqobatdosh munosabatlar mavjud. Shuning uchun, an'anaviy azeotrop distillash jarayonining optimallashtirish maqsadi raqobatda bo'lgan va mahsulotning istalgan pokligi va tiklanishi bilan cheklanadigan ni va reboiler vazifasi Qi bosqichlari soni sifatida aniqlanadi. Shunday qilib, an'anaviy azeotrop distillashning optimallashtirish muammosi quyidagicha ta'riflanishi mumkin:
NF, i yemlik joyidir, LSP,i pastki mahsulot oqimining ustunning pastki suyuqlik oqimiga nisbati, VSP - qayta ishlangan oqim tezligining tiklanish ustunining yuqori bug'iga nisbati, FEN - bu entrainerning oqim tezligi , xk⃗is tozaligi yoki tiklanishi belgilangan mahsulot, va optimallashtirish jarayonida olingan mahsulot poklik yoki tiklash yk⃗is.
Ushbu SHRAD jarayonining optimallashtirish maqsadlariga azeotrop distillyatsiya ustunidagi bosqichlar soni, benzolni tiklash ustunidagi bosqichlar soni va kompressorlar quvvati kiradi. Maqsadlar o'rtasida o'zaro cheklanish va raqobat mavjud bo'lib, ko'p ob'ektivli optimallashtirish usuli bir vaqtning o'zida optimallashtirish uchun qabul qilinadi. 4-jadvalda dizayn o'zgaruvchilari uchun optimallashtirish oralig'i ko'rsatilgan
min(N , Q ) = f(R , N , N , F , F )
4-jadval. Dizayn o'zgaruvchilarining optimallashtirish oralig'i
i i
s. t.
2 i F,i
EN PE
bosqichlari soni N1 [27, 31]
yk⃗ ≥ xk
(8)
bosqichlari soni N2 [9, 16]
siqish nisbati C1 [4.2, 6]
Bu erda, subscript i = 1 - azeotrop distillash ustuni va i = 2 benzolni tiklash ustuni, R2 benzolni tiklash ustunining reflux nisbati, NF,i ustunning oziqlanish joyi i, FEN - entrainerning oqim darajasi, FPE - mahsulotning oqim tezligi o'rganish, va yk⃗and tegishli ravishda belgilangan mahsulot uchun olingan va zarur poklik va tiklash vektorlari xk⃗are.3-jadvalda optimallashtirish oralig'i keltirilgan
siqish nisbati C2 [3.8, 4.1]
ovqatlanish joyi NF,1 [2, 11]
ovqatlanish joyi NF,2 [2, 8]
ajratish nisbati LSP,1 [0.10, 0.15]
ajratish nisbati LSP,2 [0.05, 0.06]
ajratish nisbati VSP [0.14, 0.16]
sabab gullash Fen (kmol/soat) [110, 150]
3-jadval. CAD jarayonidagi Dizayn o'zgaruvchilarining optimallashtirish oralig'i
dizayn o'zgaruvchilari
|
o'zgaruvchan oralig'i
|
reflux nisbati R2
|
[0.1, 0.3]
|
bosqichlari soni N1
|
[28, 35]
|
bosqichlari soni N2
|
[10, 25]
|
oziqlantirish joyi NF,1
|
[2, 18]
|
oziqlanish joyi NF,2
|
[2, 12]
|
etanol flowrate FPE (kmol/soat)
|
[84, 86]
|
entrainer flowrate FEN (kmol/soat)
|
[105, 120]
|
CAD jarayonidagi dizayn o'zgaruvchisidan. CAD jarayoni uchun optimallashtirish parametrlari sifatida 2000 kishi va 40 avlod ishlatildi va krossover operatori va o'zgaruvchanlik fraktsiyasi mos ravishda 0,80 va 0,05 ga o'rnatildi.
SHRAD jarayonining optimallashuvi. SHRAD jarayonida bosqichlar soni asbob-uskunalar investitsiyasiga katta ta'sir ko'rsatadi . Bundan tashqari, kompressorlarning energiya sarfi ham operatsiya xarajatlarida hal qiluvchi rol o'ynaydi. Biroq, bosqichlar soni raqobat munosabatlariga ega
shRAD jarayonining. SHRAD jarayoni uchun ko'p ob'ektiv optimallashtirish parametrlari an'anaviy azeotrop distillash parametrlari bilan bir xil o'rnatiladi.
Dinamik boshqaruv. SHRD jarayoni energiya sarfini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin bo'lsa-da, uning tadqiqotlari asosan barqaror holatdagi dizaynga asoslangan. ShRAD tizimining dinamik xususiyatlarini tushunish va samarali boshqaruv tuzilmasini tashkil etish dasturni rag'batlantirishda juda muhimdir. An'anaviy azeotrop distillash bilan taqqoslaganda , SHRAD jarayonining nazorati uning termal integratsiya konfiguratsiyasi va turli o'zgaruvchilarning o'zaro ta'siri tufayli yanada murakkablashadi. Shuning uchun shRAD jarayonining dinamik xarakterli tahlili samarali boshqaruv sxemasini olish maqsadida amalga oshirildi.
Aspen Plus-dagi teplovoz o'lchamlari varianti ustun diametri kabi jihozlarning kerakli hajmini hisoblash uchun qabul qilinadi. Bazaviy va reflyuks cholg'u hajmi 50 % suyuqlik darajasi bilan 10 daqiqa ushlab turish uchun belgilangan. Nasoslar va valflar vana yarim ochiq holda taxminan 3 atm bosim tomchilarini ta'minlash uchun deyarli belgilangan. ShRAD jarayonining barqaror holatiga ba'zi zarur kompressorlar, nasoslar va vanalar qo'shiladi,
va keyin Aspen Dynamics-da bosimga asoslangan simulyatsiya SHRAD jarayonining dinamik boshqaruvini tekshirish uchun ishlatiladi. Boshqaruv strukturasini o'rnatishda proportsional-integral (PI)-tipdagi kuchlanish-oqim boshqaruvchisining normal sozlamalari KC = 0,5 va τI = 0,3 min. Level loops faqat P va KC 2, bosim nazorat qilish esa uning standart qiymatlari bilan PI. Har qanday haqiqiy jismoniy tizimda o'lchash va aktuatorning ortda qolishini hisobga olsak, haroratni nazorat qilish to'siqlariga 1 daqiqa o'lik vaqt qo'shiladi. Batafsil sozlash va sozlash jarayoni uchun Luybenning kitobiga murojaat qiling. 38
|