化工过程分析与合成复习.docx

化工过程分析及合成复习
一、根本概念
〔1〕名词解释
1、化工过程系统模拟
〔对于化工过程，在计算机上通过数学模型反映物理原型的规律 〕
2、过程系统优化
〔实现过程系统最优运行，包括构造优化和参数优化 〕
3、过程系统合成
〔P5〕
4、过程系统自由度
〔过程系统有m个独立方程数，其中含有n个变量，那么过程系统的自由度为： d=n-m，通过自由度分析正确地确定系统应给定的独立变量数。〕
5、夹点的意义
〔夹点处，系统的传热温差最小〔等于ΔT min 〕，系统用能瓶颈位置。夹点处热流量为 0 ，夹点将系统分为热端和冷端两个子系统，热端在夹点温度以上，只需要公用工程加热〔热阱〕，冷端在夹点温度以下，只需要公用工程冷却〔热源〕； 〕
6、过程系统能量集成
〔以用能最小化为目标的考虑整个工艺背景的过程能量综合 〕
7、过程系统的构造优化和参数优化
〔改变过程系统中的设备类型或相互间的联结关系，以优化过程系统；参数优化指在确定的系统构造中，改变操作参数，是过程某些指标到达优化。〕
二、判断以下问题是非〔N，Y〕
• 1.自由度数只及过程系统有关。〔 Y 〕
• 2.换热网络的夹点设计，要尽量防止物流穿过夹点。〔 N 〕
• 3.在换热夹点分析中，没有物流穿过夹点，就无热流量穿过夹点。〔 N 〕
• 4.在夹点上方尽量防止引入冷物流，夹点下方尽量防止引入热物流〔 N 〕
• 5.穿过夹点热流量为零，那么夹点处传热量为零〔 N 〕
• 6.夹点上方热流股数NH.>NC，热流股总热负荷QH<QC，不能实现夹点匹配( N )
• 7.精馏塔跨过夹点，那么塔底要用热公用工程，塔顶要用冷公用工程。〔 Y 〕
• 8. 对于冷热流股换热系统，传热量一定的前提下，传热温差愈小，过程不可逆程度愈小，有效能损失愈小，但要求较大的热交换面积。(Y)
• 9. 利用能量松弛方法对换热器网络的调优，并不影响冷热公用工程负荷。(N)
• 10. 热物流穿过换热网络的夹点，必有热流量穿过夹点。(N)
• 11. 热物流在夹点上方,冷物流在夹点下方。(N)
• 12.换热网络的设计要尽量防止冷、热物流穿过夹点。(N)
• 13.进展过程系统模拟既要输入流股参数，也要提供过程单元的操作参数。(Y)
• 14.穿过换热网络夹点的热流量为零，那么夹点处传热推动力为零。(N)
• 15. 试判断以下换热网络中哪些匹配是可行的，哪些是不可行的。

可行 不可行

三、填空
1.过程系统模拟方法有 、 和 。
2.试判断图a中换热匹配可行性1 可行 , 2 不可行 , 3 可行 ,4 不定 。

3.在夹点分析中，为保证过程系统具有最大热回收，应遵循三条根本原则：
〔P228〕
4.试在图中标出所提供的用能信息。

四、答复下列问题
1、换热网络的组合曲线可获得什么信息？对生产有何指导意义？
2、如何保证获得化工过程系统换热网络最大热回收？
3、如下图，T-H图中热、冷物流的组合曲线分别为AB和CD，在图上画出夹点位置，最小冷、热公用工程用量，最大热回收量；假设DTmin减小，那么最大热回收量如何变

4、一化工过程系统如下列图所示，输入的流股S1、S15各相关数据，试将该系统进展分隔、断裂，并画出迭代计算顺序图。

5、选择适宜的方法将下列图所示系统进展分解，要求：
〔1〕识别最大循环网；
〔2〕断裂最大循环网；
〔3〕画出迭代计算顺序图

五、夹点分析
1、一过程系统含有的工艺物流为2个热物流及1个冷物流，给定的数据列于表中，选定热、冷物流间最小允许传热温差 △Tmin=20℃，试用问题表格法确定该过程系统的夹点位置，确定最小公用工程冷、热负荷及最大热回收。假设 △Tmin=15℃，试用T-H图定性分析最小公用工程冷、热负荷是增加还是减少？

2、一换热系统，包含的工艺流股为两个热物流和两个冷物流，给定的数据列于表1中。指定热、冷物流间允许的最小传热温差为10℃。现在请利用夹点技术设计一个换热网络，其具有最大的热回收。
1.用问题表格法确定夹点位置：
确定夹点处热、冷物流的温度；
确定出所需的最小热、冷公用工程负荷；
2.用夹点设计法列出换热器网络格子图

3、一换热网络中有两股热物流及一股冷物流，数据如下表所示。假设系统最小允许传热温差为20℃，试确定过程的夹点温度、最小公用工程冷负荷和最小公用工程热负荷，并利用夹点设计法设计该换热过程的初始网络。