夹点技术简介

Minimize（QH+QC）限定条件各股物流的目标温度

T2i=ai,T1i=bi

t1i=ci,t2i=di热交换器的最小传热温差

DTmin=k9最小传热温差T1T2t2t1KT1t2T2t1最小传热温差T1

—热流出口T2—热流进口

t1—冷流进口

t2—冷流出口10夹点技术的基础理论夹点技术：以热力学为基础，分析过程系统中能量流沿温度的分布，从而发现系统用能的“瓶颈”（Bottleneck）所在，并给以“解瓶颈”（Debottleneck）。1978年，Linnhoff首次提出换热网络的温度夹点问题。11过程系统的夹点及其意义T-H图(温-焓图)(Temperature-Enthalpy)W·cp-热容流率12温-焓图（T-H图）性质同理可以画出热流股的T-H图。流股T-H图的斜率为热容流率CP的倒数1／CP，CP越大，斜率越小，在同样的热负荷下流股的温度变化越小。当流股在温度变化范围内比热容Cp变化显著时，流股的T-H图是非线性的，在这种情况下可将温升范围分为若干个比较小的温度区间，在各个温度区间分别画出T-H图。13不同物流在T-H图上的标绘冷物流热物流纯组分气化纯组分冷凝多组分气化多组分冷凝14组合曲线(Compositecurve)

将系统的物流组合起来，以便于进行过程的冷、热物流的合理匹配。15流股组合曲线在有多股冷流股被加热的情况下就要用“组合曲线”来表示。热负荷只与焓H的相对值DH有关，也就是说，T轴是有连续性的，而H轴则只有相对性，T-H图可以沿H轴平行移动而效果不变。根据这一特点就可以把多个T-H图合并为一条组合曲线，如下图所示。16

从T-H图到组合曲线T1~T2之间只有一个冷流股吸热(T1-T2)B＝DH1，所以这一段斜率不变。T2~T3之间有三个冷流股吸热(T2-T3)(A+B+C)=DH2，组成组合曲线时要把原来三个冷流股在H轴上的投影叠加起来，构成组合曲线的第二段。按此方法，可形成每个温度区间的组合曲线(B)。T-H图和组合曲线的概念同样适用于热流股。17示例：三个冷物流，构造组合曲线182.3夹点（Pinch）把冷组合曲线和热组合曲线表示在一个图上，热组合曲线在左上方，冷组合曲线在右下方，然后沿H轴平移冷组合曲线使之靠近热组合曲线。在这个过程中各部位的传热温差DT逐步变小，直到某一部位的传热温差DT=DTmin，最小传热温差的位置称为“夹点”，如图所示。夹点处热流股的温度称为热夹点温度，夹点处冷流股的温度称为冷夹点温度。1920

夹点的物理意义对于一个给定的最小传热温差DTmin

，可以找到一个夹点。T-H图右上角表示至少要由热公用工程提供QH,min

的热量才能将冷流股提高到目标温度，左下角表示至少要由冷公用工程提供QC,min的冷却量才能将热流股冷却到目标温度，中间重叠部分表示通过换热最大可回收的热量QR,max。21“热阱”和“热源”夹点技术原理的核心内容是将换热网络分解成夹点上方和夹点下方两个子系统。夹点上方子系统中除进行内部热量交换外，还接受外界输入的热量，因而是“热阱”子系统。夹点下方子系统中除进行内部热量交换外，还向外界输出热量，但没有外界输入的热量，因而是“热源”子系统。夹点上、下方两个子系统之间不应有热量的传递和交换，如果有跨越夹点的热流将会导致公用工程量的增加。2223在夹点之上多加入的热量α将通过夹点进入夹点之下，并有等量的冷公用工程α把多加入的热量带走。241.夹点之上不应设置任何公用工程冷却器；2.夹点之下不应设置任何公用工程加热器；3.不应有跨越夹点的传热。25例题反应器精馏塔进料50℃1980122016208802640产品60℃26流股数据物流标号物流名称初始温度℃终了温度℃热负荷kW热熔流率kW/℃H1产品22060352022H2反应流出物270160198018C1进料50210320020C2循环流股160210250050冷热流股数据27H/kWT/℃6016022027035201980H1H2热物流组合曲线28H/kWT/℃60160220