【摘 要】
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蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔（Vapor Recompressed Dividing-wall Distillation Columns,DWDC-VRHPs）是蒸汽再压缩热泵（Vapor Recompressed Heat Pump,VRHP）与隔离壁蒸馏塔（Dividing-Wall Distillation Column,DWDC）的整合,节能优势明显,但DWDC-VRHPs的强耦合性导致了难以实
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蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔（Vapor Recompressed Dividing-wall Distillation Columns,DWDC-VRHPs）是蒸汽再压缩热泵（Vapor Recompressed Heat Pump,VRHP）与隔离壁蒸馏塔（Dividing-Wall Distillation Column,DWDC）的整合,节能优势明显,但DWDC-VRHPs的强耦合性导致了难以实现对其进行有效的控制,制约了其控制研究的发展和工业应用,因此需要对DWDC-VRHPs进行动态特性与控制的研究来解决上述问题。为了研究以三元宽沸点物系、轻组分绝对占优为进料条件的DWDC-VRHPs的动态特性与控制,本文针对占比分别为90%/5%/5%的苯/甲苯/二甲苯物系,对含一级VRHP结构的DWDC-VRHPs（DWDC-1VRHP）、含两级VRHP结构的DWDC-VRHPs（DWDC-2VRHP）和不含VRHP结构的DWDC进行了动态特性和控制的研究,探索了VRHP结构的作用。本文首先对DWDC-VRHPs和DWDC进行了动态特性的研究,结果显示,DWDC-VRHPs的开环响应优于DWDC;对于DWDC-VRHPs,DWDC-1VRHP的开环响应优于DWDC-2VRHP。本文在闭环控制的研究中,提出了单回路温度分散控制结构,结果显示DWDC-1VRHP的闭环控制效果最好,其次是DWDC-2VRHP,最后是DWDC。最后本文针对单回路温度分散控制的不足提出了改进的温度与温度串级控制方案,并测试验证了有效性。本文的研究证明了VRHP结构数量的增多,会增强DWDC-VRHPs变量之间的耦合,甚至能颠倒操纵变量对被控变量的作用效果,影响系统动态可控性和闭环控制,因此VRHP结构的数量需要限制;DWDC-VRHPs的VRHP结构能及时对进料的变化做出反应,使得VRHP结构的存在让DWDC-VRHPs的动态特性与闭环控制比没有VRHP结构的DWDC的表现要好;选择与VRHP结构之间相互影响较小的灵敏板温度作为被控变量可以提升控制性能。
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