用于氯碱电解过程中盐水浓缩的机械蒸汽再压缩的确定性全局优化

《Industrial & Engineering Chemistry Research》：Deterministic Global Optimization of Mechanical Vapor Recompression for Brine Concentration in Chlor-Alkali Electrolysis

氯碱电解电气化研究中，通过机械蒸汽再压缩浓缩高盐废液优化电解槽原料输入。采用混合模型（机理平衡+ANN代理模型）对16种MVR系统布局进行全局优化，发现热整合单效一压系统经济性最优，钛合金方案不可行而镍合金体系具备经济潜力。

　　

可再生能源在电力结构中所占比例的不断增加，要求人们改变消费模式并推动电气化进程。因此，作为最大电力消耗者之一的氯碱电解（CAE）的灵活性变得尤为重要。然而，由于氯的利用率高且储存能力低，其灵活性受到了限制。我们研究了盐液预处理的电气化方案，特别是通过机械蒸汽压缩（MVR）将高盐度废液浓缩至接近饱和状态，以便作为CAE的原料。我们采用了一种混合模型来优化MVR的设计和稳态运行参数，该模型结合了机械质量和能量平衡以及基于人工神经网络（ANN）的替代模型，并利用高精度热力学数据进行了训练。我们考虑了16种不同的布局方案，并使用MAiNGO v0.8.1软件将其优化至全局最优状态。结果表明，热集成单效单压缩机配置更为有利，材料选择对经济性具有关键影响。基于钛的系统在经济上不可行，而使用镍合金的系统则具有经济可行性。