一种开式热泵间歇精馏系统及其控制方法与流程

本发明涉及蒸馏系统，尤其涉及一种开式热泵间歇精馏系统及其控制方法。

背景技术：

1、精馏是利用混合物中各组分挥发度不同而将各组分加以分离的一种分离过程，精馏通常在精馏塔中进行，气液两相通过逆流接触，进行相际传热传质，液相中的易挥发组分进入气相，气相中的难挥发组分转入液相，于是在塔顶可得到几乎纯的易挥发组分，塔底可得到几乎纯的难挥发组分。

2、传统精馏工艺中的精馏塔主要以蒸汽为动力源实现精馏过程，而蒸汽通常以燃烧化石能源的方式获得，但随着目前各种化石能源价格不断攀升，这种变化导致了蒸汽价格的上涨，精馏成本较高，同时精馏的气相物需要通过向环境散热冷却后进行回收，造成了大量的能源浪费；通过本专利可以用电能代替蒸汽同时降低对环境的能量释放量，提高能源利用率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种开式热泵间歇精馏系统及其控制方法，在对物料进行精馏时，采用电能代替蒸汽，同时对精馏塔气相蒸汽进行回收利用，降低对环境的能量释放量，提高能源利用率。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种开式热泵间歇精馏系统，包括精馏塔、出气管、热泵压缩机、进气管和物料组分浓度监测仪；

3、所述出气管和所述精馏塔出气口连通，并位于所述精馏塔侧边；所述热泵压缩机进气口和所述出气管连通，并位于所述出气管远离所述精馏塔一端；所述进气管和所述热泵压缩机出气口连通，且与所述精馏塔进气口连通，并位于所述热泵压缩机和所述精馏塔之间；所述物料组分浓度监测仪设置在所述精馏塔上。

4、其中，所述开式热泵间歇精馏系统还包括进口压力传感器；所述进口压力传感器设置在所述热泵压缩机进气口上。

5、其中，所述开式热泵间歇精馏系统还包括出口压力传感器；所述出口压力传感器设置在所述热泵压缩机出气口上。

6、其中，所述开式热泵间歇精馏系统还包括进口温度传感器；所述进口温度传感器设置在所述热泵压缩机进气口上。

7、其中，所述开式热泵间歇精馏系统还包括出口温度传感器；所述出口温度传感器设置在所述热泵压缩机出气口上。

8、第二方面，本发明还提供了一种开式热泵间歇精馏系统控制方法，包括：

9、将精馏塔从开车到停车时各组分浓度变化的关键点作为设计点进行全精馏流程参数设计，使热泵压缩机与精馏系统相匹配，同时计算出热泵压缩机在各关键点参数下的性能曲线；

10、热泵压缩机启动后，通过物料组分浓度检测仪判断物料状态并匹配热泵压缩机在此状态下的性能曲线；

11、通过热泵压缩机进出口压力、温度以及电机功率来判断此时热泵压缩机的工作状态，结合性能曲线对热泵压缩机进行实时调整以实现热泵压缩机与精馏系统的匹配。

12、本发明的一种开式热泵间歇精馏系统及其控制方法，使用时，物料通过所述精馏塔物料进口输送至所述精馏塔内，当所述精馏塔内物料液位达到最高液位时停止进物料，然后通过蒸汽对所述精馏塔塔底进行加热，使所述精馏塔产生蒸汽，此时使用的蒸汽称为开车蒸汽；所述精馏塔产生蒸汽后开启所述热泵压缩机对所述精馏塔气相蒸汽进行增压增温后送入所述精馏塔塔底的进气口对所述精馏塔内物料进行加热，此时可切断开机蒸汽改由所述热泵压缩机对所述精馏塔塔底进行供热；换热后的高压高温汽体冷凝为液体排出所述精馏塔塔底进行回收；本申请除刚开始精馏时需要少量蒸汽提供给热能外，其余均为电能驱动的热泵压缩机提供热能，可极大降低蒸汽使用量，使用更加清洁的电能替代化石能源，同时对精馏塔气相蒸汽进行回收利用，降低对环境的能量释放量，提高能源利用率。

技术特征：

1.一种开式热泵间歇精馏系统，其特征在于，

2.如权利要求1所述的一种开式热泵间歇精馏系统，其特征在于，

3.如权利要求1所述的一种开式热泵间歇精馏系统，其特征在于，

4.如权利要求1所述的一种开式热泵间歇精馏系统，其特征在于，

5.如权利要求1所述的一种开式热泵间歇精馏系统，其特征在于，

6.一种开式热泵间歇精馏系统控制方法，应用于如权利要求1～5任意一项所述的一种开式热泵间歇精馏系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及蒸馏系统技术领域，具体涉及一种开式热泵间歇精馏系统及其控制方法；开式热泵间歇精馏系统包括精馏塔、出气管、热泵压缩机、进气管和物料组分浓度监测仪；使用时，物料通过精馏塔物料进口输送至精馏塔内，通过蒸汽对精馏塔塔底进行加热，精馏塔产生蒸汽后开启热泵压缩机对精馏塔气相蒸汽进行增压增温后送入精馏塔塔底的进气口，对精馏塔内物料进行加热；本申请除刚开始精馏时需要少量蒸汽提供给热能外，其余均为电能驱动的热泵压缩机提供热能，可极大降低蒸汽使用量，使用更加清洁的电能替代化石能源，同时对精馏塔气相蒸汽进行回收利用，降低对环境的能量释放量，提高能源利用率。

技术研发人员：刁钟洋,周东,文俊,但光局,邓德见,向永,龚由春,陈华露
受保护的技术使用者：重庆江增船舶重工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16