Комбинирование плазмохимической и энергетической установок

Комбинирование тепловых потоков в подсистемах разделения многокомпонентных смесей

Установки для разделения сложных смесей по температурам кипения компонентов представляют собой последовательность дистилляционных колонн, расположенных в порядке повышения температур кипения. Каждая из колонн делит поступающий в нее поток питания на два погона: верхний и нижний. Колонны снабжены рибойлерами (кипятильниками) и конденсаторами. Для поддержания заданной температуры низа колонны в рибойлерах применяют огневой или паровой обогрев, а необходимую температуру в конденсаторе получают с помощью водяного или воздушного охлаждения.

Для сокращения затрат теплоносителей и хладагентов, которые в дистилляционных процессах велики из-за больших теплот парообразования, используют комбинирование по принципу многократного действия. В этом способе поток питания направляют не в одну, а в двеили более колонны. Давление в одной из них повышают настолько, чтобы температура в ее конденсаторе была выше, чем температура в рибойлере другой. Тогда тепло конденсата можно использовать для замены пара или другого теплоносителя в рибойлере колонны низкого давления. В этом случае рибойлер одной колонны служит конденсатором для другой. Схема комбинирования потоков конденсата с рециклом испарителя приведена на рис. 7.11. Указаннаясхема эффективнапри работе с многокомпонентными системами.

Указанный вид комбинирования предложен для двух энергоемких установок: ТЭЦ, которая для производства пара и электроэнергии потребляет значительное количество природного газа, и плазмохимической установки для производства ацетилена из природного газа, требующей высоких затрат электроэнергии на работу плазмотрона, Часть природного газа, предназначенного длясжигания в топках котлов ТЭЦ, направляется в плазменный реактор в ночные "провальные" часы, когда тарифы наэлектроэнергию снижены и падает нагрузка ТЭЦ. В реакторе протекает реакция пиролиза: 2СН₄®С₂Н₂+3Н₂. После выделения С₂Н₂ из реакционной смеси метановодородная фракция, экологически чистая и обладавшая более высокой теплотворной способностью, чем исходный метан, собирается в газгольдере и используется в качестве топлива на ТЭЦ в "пиковые" часы ее нагрузки (рис.7.12).

Использование отходов плазмохимического процесса в качестве горячих ВЭР позволяет получить экономический эффект в размере 14-15 млн.руб./год (в ценах 1985 года) за счет прибыли от продажи ацетилена и сокращения потребления первичного для ТЭЦ энергоресурса – природного газа (46 тыс.т метановодородной фракции эквивалентны 124 млн.м³ природного газа).

Рис.7.12.. Комбинирование производства С₂Н₂ с энергоустановкой
1 – энергоустановка (ТЭЦ), 2 – плазменный реактор, 3 – разделяющее устройство, I -природный газ, II – электроэнергия, III -ацетилен,
IV -метановодородная фракция

Дата добавления: 2014-11-29