夾點分析

夾點分析是一種方法，以減低能源消耗的化學過程 ，通過計算熱力學可行的能源目標 （或最低能源消耗），實現他們的條件，通過最佳化熱回收系統，能源供應方式和工藝操作。它也被稱為流程的整合 ， 熱集成 ， 能源集成或夾點技術 。

基本介紹

• 中文名：夾點分析
• 外文名：Pinch analysis
• 屬性：夾點分析是一種方法
• 作用：減低能源消耗
• 方法：計算熱力學可行的能源目標 
• 拼音：jiā diǎn fēn xī

夾點分析的定義

夾點分析的過程數據表示為一集的能量流，或流作為一種熱負荷（kW）的功能，對溫度（攝氏度）。熱流 （釋放熱量）和 冷一熱的所有數據流 （需要結合這些數據流的所有工廠在給組合曲線）。 複合曲線點之間最接近的熱點和冷點溫度（或只是掐捏點與溫度和熱流）。因此，通過找到這一點，開始設計在那裡， 能源目標可以實現用換熱器回收熱量之間的冷熱流在兩個獨立的系統，溫度一掐捏，溫度以上的溫度和下面一個溫度。在實踐中，在現有的設計夾點分析，往往跨越捏熱交換被發現與它之間的上方和下方的掐捏汽溫冷燙流。匹配替代去除這些熱交換器使過程達到其能源目標 。

夾點分析的發展歷程

該技術首先在1977年底制定了博士學位 學生博多Linnhoff的監督下花博士在英國利茲大學。 1977年Linnhoff加入帝國化工（ 卜內門 ），在那裡他領導方法的實際套用和進一步發展。1982年，他加入了（曼徹斯特大學理工學院曼徹斯特理工大學 ，現在一天曼徹斯特大學 ）繼續工作。1983年，他成立了一個諮詢公司，由被稱為Linnhoff三月國際有限公司（以後得到比聯能源服務有限公司 ）。

許多改進，因為已經開發並在廣泛的行業，包括延長對熱和動力系統和非過程情況下使用。雙方詳細和簡化方案 ，現已來計算能源的目標。一種常用的免費捏分析程式PinchLeni。

近年來，夾點分析已延到能源的套用。 現在包括：

●質量交換網路（薩爾瓦多- Halwagi和Manousiouthakis，1989年）

●水夾點 （Smith 1994; Hallale，2002; 普拉卡什和謝諾伊，2005年）

●氫捏 （Hallale等。2003年Agrawal和謝諾伊，2006年）

夾點分析的套用

常減壓蒸餾過程

對常減壓蒸餾過程的換熱網路進行了夾點分析。得到了各熱流體和冷流體在各自溫度間隔的熱負荷分布情況,繪製了組合曲線和總組合曲線。對於熱流體,熱端提供的熱負荷較大,冷端提供的的熱負荷較小,其中熱物流減黏渣油對整個熱負荷的貢獻最大。對於冷流體,需要熱負荷的冷流體主要是流體拔頭油(BTY)和原油,且集中在中低溫度間隔內。組合曲線和總組合曲線說明換熱網路熱回收接近溫差越小,回收的熱量越大,需要的熱公用工程和冷公用工程也越少,公用工程投資和冷熱公用工程費用將減少,但是由於換熱網路接近溫差變小,整個換熱網路的換熱器面積將增大,從而增加了換熱器投資,這表明在實際過程中要兼顧換熱器等設備的投資成本。不同接近溫差的換熱網路,其夾點是變化的。

用水網路最優設計

水夾點分析和數學規劃法相結合的用水網路最優設計法。水夾點分析基於對過程用水的理解,獲得新鮮水用量目標並給出用水網路設計的基本規則。在此基礎上建立過程使用新鮮水、排放廢水和回用的各種可能匹配方案的用水網路超結構及其MINLP模型。既避免了用水夾點綜合設計用水網路得不到真正意義上的最優解,又在一定程度上防止超結構規模過大, MINLP維數太高,求解困難。採用通用代數建模系統GAMS得到用水網路最優設計方案。

CO2捕集工藝

電廠一乙醇胺 （MEA）法煙氣CO2捕集 （CCS）工藝換熱網路能量流密集，固有能耗高，對該工藝進行過程集成節能研究，具有重要意義。對CO2捕集工藝換熱網路的夾點分析說明該換熱網路存在跨越夾點的熱量傳遞。冷熱物流的總複合曲線特徵說明了CO2捕集工藝固有能耗高的特性。對換熱網路進行調優並提出了節能技術方案：在夾點之上利用MEA貧液的部分高溫位熱量加熱預吸附塔再生氣；採用MEA再生塔產生的濕CO2混合物作為驅動熱源，跨越夾點設定一台氨吸收式制冷機以替代CO2液化所需部分製冷量。基於過程集成節能提出的換熱集成節能措施可有效降低CO2捕集工藝固有能耗，使蒸汽耗量降低21%，冷卻水耗量降低17.2%，CO2液化所需低溫冷卻公用工程降低43.4%。