Новые виды энергии в химической промышленности

Для развития химической промышленности необходимо большое количество энергии, поэтому все интенсивнее внедряются в эту отрасль промышленности новые виды энергии:

• плазмохимическая

• ультразвуковая

• фото и радиационное излучение

• низковольтный электрический разряд

• лазерное излучение

Воздействие этих энергий способствуют активации молекул, возникновению возбужденных частиц, что способствует инициированию химического процесса.

Это новая отрасль химии – химия высоких энергий.

Особенно перспективными и универсальными являются плазмохимические процессы, т. е. химические процессы протекающие в плазме. Плазмой называется частично или полностью ионизированный газ в котором содержатся молекулы, атомы, ионы, электроны и гадания онлайн бесплатно. В промышленных масштабах плазмохимические процессы применяются для ацетилена (С2Н2), этилена (С2Н4), водорода (Н2) из природного газа.

Для плазмохимических реакторов характерно очень малое время 10-2-10-5 секунды, поэтому реакторы имеют малый размер. Эти процессы легко управляются, оптимизируются и моделируются. Затрата энергии не превышают затрат на традиционные процессы.

Например: пиролиз метана

2СН4 = С2Н2 + 3Н2 + ∆Н (-Q)

Это высокотемпературная реакция выше 1500˚ К. В плазмохимическом процессе степень конверсии металла 0,7; а реактор
Д=0,15 м
Н=0,65 m
V=0,05 м3, но производительность 25000 т/год ацетилена

Рекезгератор – обычно цилиндрический аппарат внутри которого помещены плиты с развальцованными в них трубами. Горячие газы проходя по трубам отдают тепло газам идущим в реакционный аппарат. В результате теплообмена через стенки трубок проходит охлаждение горячих газов и нагрев холодных.

Регенератор – периодически действующая камера заполненная насадкой. Вначале в камеру пропускают горячие газы, они отдают тепло насадке и охлаждаются, затем начинают пропускать холодные газы, которые должны поступать в реактор, который нагревают. Затем через охлажденную насадку снова пропускают горячие газы. Для непрерывности процесса устанавливается не менее двух регенераторов.

Котлы-утилизаторы – когда тепло используют для получения пара. Горячие газы движутся по трубам, находящимся в корпусе котла, а вода поступает в межтрубное пространство через штуцер. Полученный пар выводится через влагоотделитель и специальный вентиль.
Энергию сжатых газов или жидкостей, выходящих из реакционных аппаратов, используют для приведение во вращение колес газовых и водяных турбин, смонтированных на одном валу с насосом и электродвигателем, тем самым уменьшают расход электрической энергии на электродвигатели.
На химических предприятиях больше всего используется тепловой энергии. Степень её использования характеризуют тепловым коэффициентом полезного действия, который равен отношению количества тепла, используемого на осуществление основных химических реакций, к общему количеству затраченного тепла.

На многих производствах этот коэффициент невысок. Например: в процессе обжига известняка реакция протекает при 900˚С

СаСО3 → СаО + СО2

Этот коэффициент составляет 65%. Остальные 35% теряются: 25% с образовавшимися продуктами и 10% в окружающую среду. Поэтому остро стоит проблема сокращения тепла (регенерации тепла).

Тепло отходящих газов используют для предварительного нагревания материалов, поступающих в аппараты, для получения пара. Для этой цели служат теплообменники, называемые рекуператорами, регенераторами.

Дата добавления: 2015-06-27