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第1章 绪论1

1.1什么是夹点分析？1

1.2历史和工业经历2

1.3夹点分析是干什么的？3

1.4过程综合的概念5

1.5过程设计中热力学的作用8

1.5.1如何实际应用热力学8

1.5.2投资费用和能量费用8

1.6学习和应用夹点技术10

参考文献10

第2章 夹点分析的关键概念12

2.1热回收与热交换12

2.1.1热交换的基本概念12

2.1.2 温焓图（temperature-enthalpy diagram）13

2.1.3组合曲线（composite curve）14

2.1.4目标化（targeting）方法：问题表法（the “problem table”）17

2.1.5总组合曲线与位移组合曲线20

2.2夹点及其意义22

2.3换热器网络设计24

2.3.1网格（network grid）表示24

2.3.2“通常”网络设计24

2.3.3最大能量回收网络设计26

2.3.4设计策略概述30

2.4△Tmin选择：超级目标化（supertargeting）30

2.4.1 △Tmin选择的深层含意30

2.5夹点分析方法论32

2.5.1夹点分析技术范围32

2.5.2如何进行夹点研究32

练习33

参考文献34

第3章 数据提取与能量目标化35

3.1数据提取35

3.1.1能量平衡与物料平衡35

3.1.2物流数据提取36

3.1.3热负荷与热容量计算37

3.1.4物流选择38

3.1.5混合40

3.1.6热损失40

3.1.7小结41

3.2案例研究：有机蒸馏装置42

3.2.1过程描述42

3.2.2能量与物料衡算42

3.2.3物流数据提取44

3.2.4费用数据44

3.3能量目标化45

3.3.1个别物流的△Tmin贡献45

3.3.2阈值问题46

3.4多公用工程47

3.4.1公用工程的类型48

3.4.2合理配置原理48

3.4.3恒温公用工程50

3.4.4公用工程夹点51

3.4.5变温公用工程51

3.4.6平衡组合曲线与平衡总组合曲线53

3.4.7多公用工程级别选择56

3.5更先进的能量目标化57

3.5.1分区目标化57

3.5.2压降目标化58

3.6换热单元数、面积、壳数目标化59

3.6.1设备单元数目标化59

3.6.2最小设备单元数目标化61

3.6.3面积目标化63

3.6.4偏离纯逆流65

3.6.5壳数目标化65

3.6.6现有系统的性能66

3.6.7拓扑陷阱66

3.7超目标化：最优△Tmin的费用目标化68

3.7.1选择△Tmin的权衡68

3.7.2 2股物流例子演示69

3.7.3影响最优△Tmin的因素70

3.7.4理想△Tmin的近似估计72

3.8有机蒸馏装置目标化的案例研究73

3.8.1能量目标73

3.8.2面积目标化73

3.8.3费用目标化74

3.8.4分区目标化76

3.8.5包含公用工程物流的目标化78

3.9附录：问题表算法与组合曲线算法81

3.9.1问题表与总组合曲线81

3.9.2组合曲线82

习题83

参考文献83

第4章 换热网络设计85

4.1引言85

4.2热交换设备85

4.2.1换热器的类型85

4.2.2管壳式换热器86

4.2.3板式换热器89

4.2.4回热式换热器91

4.2.5固体热回收91

4.2.6多物流换热器92

4.3物流分流和循环匹配92

4.3.1分流92

4.3.2循环匹配98

4.3.3远离夹点设计98

4.4网络松弛101

4.4.1回路和路径的使用101

4.4.2网络温差与换热器温差106

4.4.3可选网络设计和松弛策略106

4.5更复杂的网络设计108

4.5.1阈值问题108

4.5.2约束111

4.6多夹点和近夹点113

4.6.1定义113

4.6.2多夹点网路设计113

4.7网络改造设计115

4.7.1过程改造的可选策略115

4.7.2网络最优化117

4.7.3网络夹点117

4.7.4网络改造设计实例118

4.7.5自动的网络设计125

4.8可操作性、多基准工况设计126

4.9有机物蒸馏网络设计实例研究129

4.9.1独立单元129

4.9.2单元集成132

4.9.3包括公用工程物流134

4.9.4多公用工程135

4.10结论137

练习137

参考文献138

第5章 公用工程、热和动力系统140

5.1概念140

5.1.1引言140

5.1.2热电系统的类型140

5.1.3热机和热泵的基本原理141

5.1.4热机与热泵的适宜配置143

5.2 CHP系统144

5.2.1实际热机144

5.2.2 CHP系统的选择146

5.2.3全厂热与动力系统150

5.2.4经济评价154

5.2.5有机物朗肯循环158

5.3热泵和制冷系统160

5.3.1热泵循环160

5.3.2制冷系统163

5.3.3轴功分析166

5.3.4冷却水系统168

5.3.5小结168

5.4全局分析168

5.4.1总全局能量目标化169

5.4.2全局温焓曲线170

5.4.3通过全局蒸汽系统的实际热回收171

5.4.4间接热传递172

5.4.5联产目标估计174

5.4.6排放目标化175

5.5实例：有机物蒸馏装置175

5.6案例研究和例子178

5.6.1威士忌酒厂178

5.6.2具有地热区域供热的CHP180

5.6.3热带地区电力生产与海水淡化181

5.6.4医院182

练习182

参考文献183

第6章工艺过程改变与完善184

6.1概念184

6.2通用原理186

6.2.1基本目标186

6.2.2加减原理186

6.2.3适宜配置应用于单元操作188

6.3反应器系统191

6.4精馏塔192

6.4.1基本分析方法概述192

6.4.2精确分析193

6.4.3多塔194

6.4.4精馏塔温焓图195

6.4.5精馏序列198

6.5其他分离系统202

6.5.1蒸发系统202

6.5.2闪蒸系统209

6.5.3固体干燥211

6.5.4其他分离方法214

6.6应用于有机物蒸馏过程的案例研究215

6.6.1识别潜在的过程改变215

6.6.2删除塔底冷却：详细分析216

6.6.3经济评价220

6.7总结和结论221

练习221

参考文献222

第7章 间歇与时变过程223

7.1引言223

7.2概念224

7.3间歇过程的物流类型228

7.4时间间隔230

7.5确定能量目标231

7.5.1产生物流数据231

7.5.2时间平均模型231

7.5.3时间片断模型232

7.5.4热存储的可能性235

7.6换热网络设计238

7.6.1基于连续或平均的过程网络238

7.6.2基于个别时间间隔的网络239

7.7重排产241

7.7.1定义241

7.7.2重排产的分类242

7.7.3方法244

7.8去瓶颈246

7.9其他时变应用249

7.9.1开车与停车249

7.9.2日夜变化249

7.10结论249

参考文献250

第8章 夹点技术的实际应用251

8.1引言251

8.2如何进行夹点研究251

8.3能量平衡和物料平衡252

8.4提取物流数据253

8.4.1混合与分流254

8.4.2有效的过程温度255

8.4.3工艺过程蒸汽和水256

8.4.4软数据257

8.4.5单位258

8.4.6实例259

8.5目标化和网络设计262

8.5.1目标化262

8.5.2网络设计262

8.6目标化软件263

8.6.1可用软件263

8.6.2本书附带的电子表格软件263

8.7工业经验264

8.7.1炼油266

8.7.2大宗化学品-连续过程266

8.7.3特种、间歇化学品与制药266

8.7.4纸浆和造纸267

8.7.5食品与饮料267

8.7.6消费品与纺织268

8.7.7矿山与冶金268

8.7.8热电公用工程269

8.7.9建筑269

习题270

参考文献270

第9章 案例研究271

9.1引言271

9.2原油预热系统271

9.2.1过程描述273

9.2.2数据提取和确定能量目标化274

9.2.3夹点识别和网络设计277

9.2.4设计改进281

9.2.5设计评价285

9.2.6结论286

9.3芳烃装置288

9.3.1引言288

9.3.2过程说明288

9.3.3提取物流数据290

9.3.4能量目标化292

9.3.5 MER网络设计293

9.3.6基于现有布置的网络设计299

9.3.7实际过程设计考虑301

9.3.8深层考虑302

9.3.9具有可选物流数据的目标化和设计303

9.3.10结论305

9.4蒸发／干燥装置305

9.4.1过程说明306

9.4.2物流数据提取306

9.4.3能量目标化309

9.4.4热泵策略310

9.4.5工艺过程改变分析311

9.4.6最后方案布局选择314

9.4.7结论318

9.5有机化学品制造厂318

9.5.1过程描述和目标化318

9.5.2实际实施320

9.5.3结论321

9.6医院321

9.6.1现场描述和物流数据提取321

9.6.2时间间隔目标化323

9.6.3重排产的可能性324

9.6.4工艺过程改变可能性326

9.6.5热电联产的机会326

9.6.6结论327

9.7总结论328

习题329

参考文献329

第10章 结论330

符号说明331

术语表332

进一步阅读335

附录A电子表格软件使用说明335