- 84 –

Перспективы создания энерго-хим-технолог системы (эхтс)

Химическая промышленность – одна из наиболее энергоемких отраслей народного хозяйства. На ее долю приходится 4,7% промышленного потребления энергии, 6% всей вырабатываемой теплоты. Из общего расхода топлива (уголь, торф, газ) в химической промышленности только 27% используется в качестве сырья, а 73% на энергетические нужды (на получение электроэнергии и тепла). Удельная ‘энергоемкость химических производств на 1/3 в нашей стране больше, чем в развитых капиталистических странах и отстаем по энергосбережению на 70%. 30% энергии может быть сэкономлено за счет четкого учета, дисциплины, технической культуры. Затратные мероприятия – техническое перевооружение, окупающееся за 4- 5 лет. Тепловой эквивалент существующих энергоустановок низок 30-40% (η = 0,3 - 0,4). Эффективность энергоиспользования в химической технологии 8%.

Энерготехнологией называется раздел энергетики, изучающий закономерности взаимосвязи технологии и энергетических процессов данного производства с целью экономии топливо – энергетических ресурсов и создания практически безотходного производства по материалам и теплоте.

Считается наиболее перспективным создание энергохимикотехнологических систем (ЭХТС), в которых энергетическое оборудование (тепло- и парогенераторы, котлы, утилизаторы, паровые и газовые турбины, теплоиспользующие аппараты, холодильные установки, термотрансформаторы) входили бы в прямое соединение с химико-технологическим оборудованием, составляли единую систему. Большая потенциальная возможность в экономии первичных энергоресурсов (ПЭР): топлива, теплоты, электроэнергии заложена в эффективном использовании вторичных энергоресурсов (ВЭР): физической теплоты, печных и технологических газов, сбросных жидкостей, теплоты сгорания отходов, химических производств, энергии избыточного давления продуктов и сырья химических производств.

Схема использования энергии избыточного давления воды.

Рис.1. Абсорбционно–десорбционная установка с турбиной и оборотным водоснабжением:

1-адсорбер, 2-турбина, 3-насос, 4-десорбер

Процесс абсорбции протекает при повышенном давлении (р=18-25ат). Из абсорбера 1 смесь воды и СО₂ выходит при этом давлении. Процесс десорбции должен происходить, наоборот, при пониженном давлении и повышенной температуре. Поэтому в десорбере 4 необходимо обеспечить эти условия. Достигается это установкой турбины 2 на пути следования смеси из абсорбера1 в десорбер 4. В турбине энергия повышенного давления преобразуется в механическую энергию вращения вала. Она передается насосу 3, который перекачивает воду из десорбера 4 в абсорбер 1. В результате экономиться эл. энергия на работу насоса. Очищенная вода не сбрасывается в канализацию, а используется на процесс абсорбции, т. е. осуществляется оборотное водоснабжение.

При разработке ЭХТС необходимо прежде всего предусмотреть максимальное использование отходов производства для выработки побочных продуктов и только в случае невозможности этого подвергать отходы производства сжиганию в целях получения теплоты.

Пример: В Англии мусор свалок подвергают метановому брожению, запуская туда соответствующие бактерии. В результате получают газ 60% метана и 40% СО₂. Мощность электростанции – 500кВт обеспечивает энергией 1000 частных домов. .

. В основе любой ЭХТС лежит какой либо термодинамический цикл. Для его изучения и анализа нужно знать законы технической термодинамики.