化工过程分析与综合

第1章绪论 / 1  1.1过程系统工程的进展1  1.2基本概念2  1.2.1过程系统2  1.2.2过程系统分析2  1.2.3过程系统综合2  1.2.4过程系统优化3  1.3本课程的特点3  参考文献4  第2章过程系统的稳态模拟 / 6  2.1过程系统的稳态模拟概述6  2.1.1过程系统的数学模型6  2.1.2过程系统模拟的基本任务7  2.1.3过程系统稳态模拟的基本方法9  2.1.4流程模拟软件简介9  2.2过程单元与过程系统的自由度分析11  2.2.1自由度概念11  2.2.2过程单元的自由度分析12  2.2.3过程系统的自由度分析16  2.3过程系统模拟的序贯模块法17  2.3.1序贯模块法的基本问题18  2.3.2不相关子系统的分隔19  2.3.3不可分隔子系统的断裂25  2.3.4断裂流股变量的收敛28  2.3.5应用实例31  2.4过程系统模拟的联立方程法40  2.4.1联立方程法的基本思想和特点40  2.4.2稀疏线性方程组的解法42  2.5过程系统模拟的联立模块法48  2.5.1联立模块法的基本思想和特点48  2.5.2简化模型建立中问题的描述方式49  2.5.3单元简化模型的形式50  本章符号说明52  参考文献53  习题54  第3章换热器网络综合 / 56  3.1换热器网络的综合问题56  3.2过程系统的夹点及其意义58  3.2.1温-焓图(T-H图)59  3.2.2组合曲线60  3.2.3在温-焓图上描述夹点62  3.2.4问题表格法确定夹点65  3.2.5夹点的意义70  3.3过程系统夹点位置的确定72  3.3.1操作型夹点计算73  3.3.2设计型夹点计算73  3.4过程系统的总组合曲线75  3.4.1总组合曲线绘制方法分类75  3.4.2问题表格法绘制总组合曲线75  3.4.3图解法绘制总组合曲线77  3.4.4总组合曲线的意义79  3.5根据温-焓图综合换热器网络80  3.5.1热力学最小传热面积网络的分析80  3.5.2热力学最小传热面积网络的综合81  3.5.3热力学最小传热面积网络的改进83  3.6夹点设计法综合换热器网络84  3.6.1夹点处物流匹配换热的可行性规则85  3.6.2物流匹配的经验规则89  3.7换热器网络的调优95  3.7.1最少换热设备个数与热负荷回路95  3.7.2热负荷回路的断开96  3.7.3热负荷路径及能量松弛100  3.8分步综合换热器网络的数学规划法——转运模型法112  3.8.1转运模型113  3.8.2最小公用工程费用问题115  3.8.3最少换热设备个数问题118  3.8.4利用转运模型综合的步骤120  3.9同步综合换热器网络的数学规划法——超结构法120  3.9.1基于分级超结构的混合整数非线性规划模型121  3.9.2基于分级超结构的混合整数非线性规划模型的求解123  本章符号说明126  参考文献128  习题132  第4章分离序列综合 / 134  4.1分离序列综合概述134  4.2分离序列综合的基本概念135  4.2.1分离序列综合问题的定义135  4.2.2分离序列综合组合问题135  4.2.3分离序列方案评价138  4.2.4分离过程的能耗139  4.3有序直观推断法141  4.4渐进调优法145  4.4.1建立初始分离序列145  4.4.2确定调优法则145  4.4.3制定调优策略146  4.5数学规划法149  4.5.1动态规划法150  4.5.2有序分支搜索法155  4.5.3超结构法157  本章符号说明164  参考文献164  习题166  第5章过程系统能量集成 / 167  5.1过程系统能量集成概述167  5.2蒸馏过程与过程系统的能量集成168  5.2.1蒸馏塔在系统中的合理设置168  5.2.2蒸馏过程与过程系统的能量集成169  5.3公用工程与过程系统的能量集成176  5.3.1热机与热泵在系统中的合理设置177  5.3.2热机在热集成过程中热负荷及温位的限制177  5.4全局能量集成178  5.4.1全局组合曲线和全局夹点179  5.4.2全局能量集成的加/减原则180  5.5夹点分析在过程系统能量集成中的应用182  5.5.1过程用能的一致性原则182  5.5.2过程流股的提取及参数的确定184  5.5.3过程系统用能诊断186  5.5.4过程系统用能调优189  5.5.5工业应用实例190  本章符号说明196  参考文献196  习题196  第6章过程系统质量集成 / 198  6.1过程系统质量集成概述198  6.2质量交换网络综合198  6.2.1基本概念198  6.2.2质量交换网络与热交换网络的类比200  6.2.3质量交换网络综合方法200  6.3质量夹点法201  6.3.1最小浓度差与浓度转换201  6.3.2组合曲线法确定夹点202  6.3.3浓度间隔图表法确定夹点206  6.3.4质量交换网络综合准则208  6.3.5质量集成209  6.4水分配网络综合210  6.4.1基本概念210  6.4.2水分配网络综合方法210  本章符号说明215  参考文献215  习题217