13.5.3. Комбіноване використання відпрацьованої пари

Відповідно до схеми (рис. 13.7) споживач теплоти вмонтовується на лінії між апаратом для очищення пари 2 і турбіною 12. В теплоізоляційній установці пара з котла подається у виробничий агрегат 3 на турбіну подвійної дії і паровий привід живильного насосу 10. Влітку відпрацьована пара використовується в основному в турбіні 12 для виробництва електроенергії, зимою - в теплообміннику 7 для підігрівання води, яка подається з водопровідної мережі. Така схема дає можливість вільно перерозподіляти потоки відпрацьованої пари між електрогенеруючою установкою і тепловими споживачами.

Р ис. 13.7. Схема теплоутилізаційної установки для виробництва електроенергії і теплозабезпечення: 1- котел;2- проміжковий пароперегрівач; 3- виробничий агрегат; 4- апарат для очищення пари; 5- тепловий акумулятор; 6-споживачі теплоти; 7- теплообмінник; 8-живильний бак; 9- хімічне очищення; 10- живильний насос; 11- конденсатор; 12- турбіна подвійної дії.

13.5.4. Одержання холоду

Потреби промисловості в холоді безперервно збільшуються. Потужними споживачами холоду є хімічна, харчова, металургійна та інші галузі промисловості. Холод усе більше застосовується в технологічних процесах, для кондиціонування повітря, одержання штучного льоду та в інших процесах, пов’язаних з низькими температурами. Переважна більшість підприємств на сьогодні забезпечена компресійними холодильними машинами, які складні і дорогі та витрачають багато електроенергії.

Електричну енергію можуть замінити теплові відходи, які є в достатній кількості майже на всіх хімічних та нафтохімічних підприємствах. Використання ВЕР теплових відходів (відхідні гази пічних і котельних установок, вторинна пара та інше) значно зменшать вартість продукування холоду. Отримання холоду за рахунок теплових відходів можна здійснити в абсорбційних холодильних установках, принцип дії яких описано в розділі 9. Нагадаємо, що робота абсорбційних холодильних машин грунтується на поглинанні (абсорбції) парів холодоагента абсорбентом (при тиску випарювання) з наступним його відведенням (десорбції) при тиску насичення шляхом нагрівання. Холодоагентом може бути водоаміачний розчин, або розчин бромистого літію (LiBr + H₂O) у воді.

А бсорбційні холодильні установки можуть працювати як автономні установки та разом з установками для теплозабезпечення і виробництва енергії.

Рис. 13.8. Схема абсорбційної холодильної установки для зрідження товарного аміаку: 1- парогенератор-ректифікатор; 2- дефлегматор; 3- конденсатор; 4- ресивер; 5- газовий холодильник; 6- випарник; 7- абсорбер; 8- ресивер абсорбера; 10- насос

На підприємствах, в яких здійснюється виробництво азоту використовуються абсорбційні установки для зрідження товарного аміаку, а також для охолодження міжступеневого холодильника в компресорі синтез-газу. Для одержання холоду використовується теплота конвертованого газу і парогазової суміші.

На рис. 13.8 показана спрощена схема абсорбційної машини для зрідження товарного аміаку

Парогенератор-ректифікатор 1 являє собою апарат, який складається з трьох частин: ректифікаційна колона з дефлегматором 2, двох трубчастих теплообмінників і куба. Міцний водний розчин аміаку (50 %-ний) надходить в апарат 1 з теплообмінника 9, стікає трубками вниз у вигляді плівки, причому випаровується за рахунок теплоти парогазової суміші і конвертованого газу, які подаються в міжтрубний простір апарату. Утворена пара водоаміачної суміші піднімається вгору в колоні, а потім надходить в дефлегматор 2. В дефлегматорі пара аміаку очищається від води, після чого подається в конденсатор 3. Конденсація аміаку здійснюється за рахунок охолодження повітрям і відведенням теплоти конденсації. Рідкий аміак зливається в ресивер конденсатора 4, звідки через газовий переохолоджувач 5 і регулююючий вентиль РВ надходить в міжтрубний простір випарника 6. За рахунок теплоти конденсації зрідженого товарного аміаку, який рухається всередині трубок випарника 6 аміак випаровується і його пара надходить в міжтрубний простір газового переохолоджувача 5. В цьому апараті пара аміаку охолоджує рідкий аміак, після чого надходить в абсорбер 7. В абсорбері пара аміаку абсорбується слабким водо-аміачним розчином (19,5 %-ним), який подається з куба парогенератора 1, попередньо охолодившись в теплообміннику 9. Теплота абсорбції відводиться оборотною водою. Міцний розчин аміаку з абсорбера 7 надходить в ресивер 8, звідки насосом 10 подається в трубки дефлегматора 2, де він нагрівається за рахунок теплоти дефлегмації. З дефлегматора міцний розчин аміаку подається в теплообмінник 9, де він нагрівається за рахунок теплоти слабкого водо-аміачного розчину, який із куба надходить в генератор-ректифікатор 1 і на цьому цикл завершується.

Аналогічну схему має абсорбційна холодильна машина для охолодження міжступеневого холодильника компресора синтез-газу з тією тільки різницею, що теплоносієм для генератора-ректифікатора є конвертований газ.

Дуже часто в хімічній технології здійснюється енергокомбінування, в якому абсорбційна холодильна установка під’єднується до основного агрегата і в даному випадку виконує роль утилізатора теплоти хімічного виробництва і є невід’ємною її складовою.

Таким чином, застосування методу абсорбції для одержання холоду в установці для зрідження аміаку дає можливість більш гнучкого здійснення технологічного процесу всього агрегату.