- •Введение
- •Основные принципы энергосберегающей политики в нефтепереработке и нефтехимии.
- •1Совершенствование технологии с целью снижения удельной энергоемкости.
- •1.1Выбор оптимального вида сырья
- •1.2Применение более эффективных катализаторов.
- •1.3Применение более эффективных физико-химических процессов выделения целевых продуктов.
- •1.4Применение комбинирования процессов, установок и производства
- •1.5Применение более совершенных видов оборудования, прогрессивных методов его расчета и условий эксплуатации
- •1.6 Совершенствование химической схемы процесса
- •2Повышение эффективности использования энергоресурсов
- •Химико-технологическая система (хтс)
- •3 Основные элементы хтс
- •4Топология химико-технологических систем
- •Энергокомплекс химико-технологических систем
- •5Структура энергокомплекса хтс
- •6Виды энергии
- •7Энергоресурсы и потребность хтс в энергии
- •8Подсистема рекуперации вторичных энергоресурсов (вэр)
- •9Энергетическая экспертиза хтс
- •9.1Основные этапы энергетической экспертизы
- •9.1.1Структуризация хтс
- •9.1.2Диагностика хтс
- •9.1.3Структуризация цели
- •9.1.4Структуризация путей достижения цели
- •9.1.5Отбор альтернатив
- •9.1.6Выбор окончательного решения
- •9.1.7Формализация цели
- •9.1.8Заключительный отчет
- •Теплоэнергетические системы промышленных предприятий (тэспп)
- •10Общая характеристика теплоэнергетических систем промышленных предприятий
- •11Основные подсистемы теплоэнергетических систем
- •11.1Подсистема паро- и теплоснабжения
- •11.1.1Система сбора и возврата конденсата.
- •11.2Подсистема водоснабжения
- •11.3Подсистема хладоснабжения
- •11.4Подсистема воздухоснабжения
- •11.4.1Система кондиционирование воздуха производственных помещений.
- •Анализ термодинамической эффективности хтс
- •12Понятие об эксергии
- •13Классификация эксергии
- •14Эксергетический и энергетический кпд
- •14.1Эксергетический баланс
- •14.2Энергетический баланс
- •14.3Форма представления эксергетического баланса
- •14.4Виды эксергетических потерь
- •15Изменение эксергии вещества при протекании химических и физических процессов
- •Термоэкономический анализ
- •16Задачи анализа
- •17Оптимизация проектирования подсистемы рекуперации вэр
- •Энерготехнологическое комбинирование
- •18Постановка задачи
- •19Синтез тепловой схемы
- •20Классификация структур тепловых схем
- •21Методика синтеза тепловой схемы
- •22Модели тепловых схем.
- •23Виды энерготехнологического комбинирования
- •23.1Термохимическая регенерация
- •23.2 Комбинирование химико-технологического и ядерного процессов
- •23.3Тепловое и силовое комбинирование
- •23.4Комбинирование экотехнологических и энергетических процессов
- •23.5Комбинирование экзо- и эндотермических реакций в одном реакционном объеме
- •23.6Комбинирование процессов испарения и конденсации в одном аппарате
- •23.7Комбинирование тепловых потоков в подсистемах разделения многокомпонентных смесей
- •23.8Комбинирование плазмохимической и энергетической установок
- •23.9Комбинированное использование тепловых отходов
- •Системный анализ и синтез эффективных энерготехнологических комплексов нефтехимических производств.
- •24Методические вопросы анализа и синтеза энерготехнологических комплексов
- •24.1Методика эксергетического анализа нефтехимических производств
22Модели тепловых схем.
Обычно различают структурные и функциональные модели тепловых схем. Функциональные модели используют для расчета температур. Структура тепловых схем графически не моделируется, поэтому для ЭВМ используют матричную форму структуры. Структурная матрица является суперматрицей всех матриц связи элементов схемы к(i,j), i=1…n, j=1….n; где п – число элементов схемы. Элементы матриц могут принимать значения 0 или I в зависимости от наличия или отсутствия связи между конкретными потоками. Поскольку каждый теплообменник имеет два входа и два выхода, то структурные матрицы имеют порядок (2,2).
23Виды энерготехнологического комбинирования
К числу наиболее эффективных комбинаций относятся энерготехнологические схемы крупнотоннажных синтезов H2SO4, NH3, HNO3, CH3OH и др. Эти схемы подробно описаны в учебной литературе. Существенный интерес представляют комбинации, в которых использование рекуперированной энергии для образования пара исключено, поскольку в этом случае технологическая схема усложняется и удорожается за счет введения подсистемы подготовки котловой воды, сбора и транспорта конденсата и пр.
Ниже мы приводим описание наиболее интересных комбинаций, позволяющих полнее использовать энергетический потенциал сырья и продуктов реакций.
23.1Термохимическая регенерация
Этот вид комбинирования является новым технологическим процессом в теплосиловых установках, обеспечивающим повышение эффективности использования органического топлива (угля, нефти, природного газа).
Термохимическая регенерация заключается в использовании тепловых потерь (горячих потоков продуктов сгорания) для организации эндотермических реакций топлива с продуктами сгорания. В обычных печах топливо сгорает в воздухе по реакции
CH4 + 2(O2 + 3,76N2) CO2 + 2H2O + 7,52N2
При этом выделяется теплота, равная теплотворной способности топлива Qит. В термохимических реакторах-регенераторах (ТХРР) энергия топлива, перед тем как превратиться в теплоту, преобразуется в химическую энергию конвертированного топлива, теплотворная способность которого при этом возрастает. С этой целыо исходное топливо смешивают с частью дымовых газов и нагревают. Смесь топлива с 1/3 продуктов сгорания конвертируется по реакции
При этом поглощается теплота Qк и теплотворная способность конвертированного топлива возрастает на эту величину: Qкт= Qит+Qк. Топиво поступает в топку промышленной печи или реактора, где сгорает в воздухе по реакции:
При этом выделяется теплота, равная теплотворной способности топлива Qкт.
Конверсия топлива осуществляется в ТХРР, который устанавливают в конвективной секции печи (температура в пламенном пространстве конвективной печи порядка 1200°С), причем за счет теплообмена с исходным топливом температура продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу, снижается до 150С.
ТХРР представляет собой многоходовой теплообменник с противоточным течением теплоносителей (рис.7.5). В нем имеются два утилизационных контура:
воздух-продукты сгорания;
смесь топлива с продуктами сгорания – продукты сгорания.
Внедрение ТХРР на промышленных предприятиях позволяет сэкономить около 30% природного газа, а коэффициент использования теплотворной способности исходного топлива возрастает до 93% (в обычных промышленных печах он составляет 20-50%).
|
Рис. 7.5.Термхимический реактор-регенератор 1 – воздух – продукты сгорания; 2 – продукты сгорания; 3 -смесь топлива с продуктами сгорания
|
Основной проблемой в этом виде комбинирования является разработка радиационных и керамических рекуператоров, которые могут длительное время выдерживать температуры продуктов сгорания (1400-1600С ).