化工过程分析与合成复习
一、基本概念 （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，包括结构优化和参数优化 ） 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，则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、过程系统的结构优化和参数优化
（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结构中，改变操作参数，是过程某些指标达到优化。） 二、判断以下问题是非（N，Y）
? 1.自由度数只与过程系统有关。（ Y ）
? 2.换热网络的夹点设计，要尽量避免物流穿过夹点。（ 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.在夹点上方尽量避免引入冷物流，夹点下方尽量避免引入热物流（ N ） ? 5.穿过夹点热流量为零，则夹点处传热量为零（ N ）
? 6.夹点上方热流股数NH.>NC，热流股总热负荷QH ? 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避免冷、热物流穿过夹点。(N) ? 13.进行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，则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，应遵循三条基本原则： （P228） 4.试在图中标出所提供的用能信息。 四、回答问题 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、如图所示，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；若?Tmin减小，则最大热回收量如何变 4、一化工过程系统如下图所示，已知输入的流股S1、S15各相关数据，试将该系统进行分隔、断裂，并画出迭代计算顺序图。 5、选择适宜的方法将下图所示系统进行分解，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。若 △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。若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。