Комбинированное использование тепловых отходов

Появление низкотемпературных ВЭР является доказательством энергетического несовершенства систем. Каждая технологическая операция требует обычно высокопотенциальной энергии, поэтому низкопотенциальные ВЭР обычно являются тепловыми отходами производства. Как правило, это тепло отводят в атмосферу через стенки аппаратов и выбросы в трубу или через систему оборотного водоснабжения. При этом расходуется большое количество энергии и воды на охлаждение технологических потоков. Низкотемпературные ВЭР – огромный источник энергии, который можно использовать как в самом технологическом процессе, так и реализовать на сторону. Наиболее эффективными комбинациями низкотемпературных ВЭР являетсяих применение для получения холода и высокопотенциальных ВЭР.

Первая комбинация использует принцип абсорбционной холодильной машины, способной рекуперировать низкопотенциальную энергию в процессе получения холода. На рис. 7.13 показана принципиальная схема абсорбционной холодильной установки для сжижения аммиака. Главной частью установки является генератор-ректификатор 3, в котором теплота продуктов синтеза NH₃ используется для нагрева и испарения абсорбента (крепкого раствора NH3 в воде). Пары воды и аммиака разделяются в ректификационной колонне, аммиак поступает в конденсатор 4, где охлаждается и сжижается, а слабый водно-аммиачный раствор с низа ректификатора подается на абсорбцию в абсорбер 5, куда поступает подлежащий ожижению аммиак из заводской магистрали. Насыщенный водно-аммиачный раствор насосом 7 снова подается в генератор 3. Теплота абсорбции и конденсации отводится внешними источниками (воздух). Схема позволяет убрать из ХТС компрессионные холодильники, потребляющие много электроэнергии.

Рис. 7.13. Абсорбционная холодильная установка 1. – колонна синтеза NH3; 2 – водяной конденсатор; 3 -генератор-ректификатор; 4 – конденсатор; 5 – абсорбер; 6 – дроссель; 7 – насос

Вторая комбинация использует принцип теплового насоса – устройства, потребляющего низкопотенпиальное тепло (теплую воду после охлаждения реакционной аппаратуры, теплый воздух, пары продуктов с верха колонн и пр.) для преобразования по схеме Q_нп®Q_вп и передачи среде с более высокой температурой дня промышленного или бытового использования. На-рис.7.14 показана принципиальная схема работы теплового насоса в дистилляционной установке. Принцип действия системы включает применение компрессора для рецикла низкопотенциального тепла паров верха дистилляционной колонны при условиях, обеспечивающих работу рибойлера этой колонны, поскольку температура потока после компрессора возрастает.

Рис.7.14. Дистилляционная установка с тепловым насосом 1 – дистилляционная колонна; 2 – компрессор; 3 – паровая турбина для запуска компрессора; 4 – конденсатор; 5 – сборник флегмы; 6 – рибойлер колонны

На рис. 7.15 показан еще один способ комбинирования низкопотенциальго тепла серной кислоты посла абсорбции (t =80 °С) для нагрева рабочего тела – фреона, пары которого поступают в расширительную турбину с генератором электрического тока, осуществляя трансформацию Q_нп®W.

Рис. 7.15. Схема рекуперации тепла серной кислоты 1-теплообменник-испаритель фреона; 2 -подогреватель; 3 – расширительная турбина; 4 – конденсатор; 5 – насос; 6 – генератор электротока

Глава VIII СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ЭФФЕКТИВНЫХ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ.

Дата добавления: 2014-11-29