化工過程分析與綜合

第1章緒論 / 1  1.1過程系統(tǒng)工程的進展1  1.2基本概念2  1.2.1過程系統(tǒng)2  1.2.2過程系統(tǒng)分析2  1.2.3過程系統(tǒng)綜合2  1.2.4過程系統(tǒng)優(yōu)化3  1.3本課程的特點3  參考文獻4  第2章過程系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)模擬 / 6  2.1過程系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)模擬概述6  2.1.1過程系統(tǒng)的數(shù)學模型6  2.1.2過程系統(tǒng)模擬的基本任務7  2.1.3過程系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模擬的基本方法9  2.1.4流程模擬軟件簡介9  2.2過程單元與過程系統(tǒng)的自由度分析11  2.2.1自由度概念11  2.2.2過程單元的自由度分析12  2.2.3過程系統(tǒng)的自由度分析16  2.3過程系統(tǒng)模擬的序貫模塊法17  2.3.1序貫模塊法的基本問題18  2.3.2不相關子系統(tǒng)的分隔19  2.3.3不可分隔子系統(tǒng)的斷裂25  2.3.4斷裂流股變量的收斂28  2.3.5應用實例31  2.4過程系統(tǒng)模擬的聯(lián)立方程法40  2.4.1聯(lián)立方程法的基本思想和特點40  2.4.2稀疏線性方程組的解法42  2.5過程系統(tǒng)模擬的聯(lián)立模塊法48  2.5.1聯(lián)立模塊法的基本思想和特點48  2.5.2簡化模型建立中問題的描述方式49  2.5.3單元簡化模型的形式50  本章符號說明52  參考文獻53  習題54  第3章?lián)Q熱器網(wǎng)絡綜合 / 56  3.1換熱器網(wǎng)絡的綜合問題56  3.2過程系統(tǒng)的夾點及其意義58  3.2.1溫-焓圖(T-H圖)59  3.2.2組合曲線60  3.2.3在溫-焓圖上描述夾點62  3.2.4問題表格法確定夾點65  3.2.5夾點的意義70  3.3過程系統(tǒng)夾點位置的確定72  3.3.1操作型夾點計算73  3.3.2設計型夾點計算73  3.4過程系統(tǒng)的總組合曲線75  3.4.1總組合曲線繪制方法分類75  3.4.2問題表格法繪制總組合曲線75  3.4.3圖解法繪制總組合曲線77  3.4.4總組合曲線的意義79  3.5根據(jù)溫-焓圖綜合換熱器網(wǎng)絡80  3.5.1熱力學最小傳熱面積網(wǎng)絡的分析80  3.5.2熱力學最小傳熱面積網(wǎng)絡的綜合81  3.5.3熱力學最小傳熱面積網(wǎng)絡的改進83  3.6夾點設計法綜合換熱器網(wǎng)絡84  3.6.1夾點處物流匹配換熱的可行性規(guī)則85  3.6.2物流匹配的經(jīng)驗規(guī)則89  3.7換熱器網(wǎng)絡的調優(yōu)95  3.7.1最少換熱設備個數(shù)與熱負荷回路95  3.7.2熱負荷回路的斷開96  3.7.3熱負荷路徑及能量松弛100  3.8分步綜合換熱器網(wǎng)絡的數(shù)學規(guī)劃法——轉運模型法112  3.8.1轉運模型113  3.8.2最小公用工程費用問題115  3.8.3最少換熱設備個數(shù)問題118  3.8.4利用轉運模型綜合的步驟120  3.9同步綜合換熱器網(wǎng)絡的數(shù)學規(guī)劃法——超結構法120  3.9.1基于分級超結構的混合整數(shù)非線性規(guī)劃模型121  3.9.2基于分級超結構的混合整數(shù)非線性規(guī)劃模型的求解123  本章符號說明126  參考文獻128  習題132  第4章分離序列綜合 / 134  4.1分離序列綜合概述134  4.2分離序列綜合的基本概念135  4.2.1分離序列綜合問題的定義135  4.2.2分離序列綜合組合問題135  4.2.3分離序列方案評價138  4.2.4分離過程的能耗139  4.3有序直觀推斷法141  4.4漸進調優(yōu)法145  4.4.1建立初始分離序列145  4.4.2確定調優(yōu)法則145  4.4.3制定調優(yōu)策略146  4.5數(shù)學規(guī)劃法149  4.5.1動態(tài)規(guī)劃法150  4.5.2有序分支搜索法155  4.5.3超結構法157  本章符號說明164  參考文獻164  習題166  第5章過程系統(tǒng)能量集成 / 167  5.1過程系統(tǒng)能量集成概述167  5.2蒸餾過程與過程系統(tǒng)的能量集成168  5.2.1蒸餾塔在系統(tǒng)中的合理設置168  5.2.2蒸餾過程與過程系統(tǒng)的能量集成169  5.3公用工程與過程系統(tǒng)的能量集成176  5.3.1熱機與熱泵在系統(tǒng)中的合理設置177  5.3.2熱機在熱集成過程中熱負荷及溫位的限制177  5.4全局能量集成178  5.4.1全局組合曲線和全局夾點179  5.4.2全局能量集成的加/減原則180  5.5夾點分析在過程系統(tǒng)能量集成中的應用182  5.5.1過程用能的一致性原則182  5.5.2過程流股的提取及參數(shù)的確定184  5.5.3過程系統(tǒng)用能診斷186  5.5.4過程系統(tǒng)用能調優(yōu)189  5.5.5工業(yè)應用實例190  本章符號說明196  參考文獻196  習題196  第6章過程系統(tǒng)質量集成 / 198  6.1過程系統(tǒng)質量集成概述198  6.2質量交換網(wǎng)絡綜合198  6.2.1基本概念198  6.2.2質量交換網(wǎng)絡與熱交換網(wǎng)絡的類比200  6.2.3質量交換網(wǎng)絡綜合方法200  6.3質量夾點法201  6.3.1最小濃度差與濃度轉換201  6.3.2組合曲線法確定夾點202  6.3.3濃度間隔圖表法確定夾點206  6.3.4質量交換網(wǎng)絡綜合準則208  6.3.5質量集成209  6.4水分配網(wǎng)絡綜合210  6.4.1基本概念210  6.4.2水分配網(wǎng)絡綜合方法210  本章符號說明215  參考文獻215  習題217