13.5.8. Використання низькотемпературних продуктів горіння

В енергетичних і промислових котлах температура відхідних газів становить 390430 К (127-157 ^оС), а при здійсненні багатьох технологічних процесів вона може досягати 600 К (327 ^оС). Фізична теплота цих газів в основному не використовується, оскільки застосування поверхневих теплообмінників регенеративного і рекуперативного типів для глибокого охолодження економічно невигідне внаслідок їх високої вартості.

В той же час в багатьох стаціонарних установках використовується природний газ, при спалюванні якого не утворюються тверді частинки і відсутній двоокис сірки (SO₂). Тому в даному випадку для використання фізичної теплоти відхідних низькотемпературних газів можна використати простіші і дешевші контактні теплообмінники. Це дає можливість не тільки зменшити вартість утилізаційної установки, але й забезпечити глибоке охолодження відхідних газів нижче точки роси, яка при згорянні природного газу становить 323333 К (5060 ^оС).

Крім цього може бути використана не тільки фізична теплота газів, але й теплота конденсації водяної пари, яка міститься в газі.

13.6. Використання фізичної теплоти технологічних продуктів

Деякі види технологічних продуктів, які випускаються різними галузями промисловості, містять запас фізичної теплоти, яка є цінними ВЕР. Цю теплоту можна використати в таких напрямках:

1. На технологічні потреби в замкнутому циклі для підігрівання компонентів процесу спалювання палива або матеріалів, які надходять в ту чи іншу установку. При цьому досягається покращення теплового балансу установки, яка є джерелом вторинних ресурсів.

2. На технологічні потреби в розімкнутому регенеративному циклі. При цьому гарячий продукт передається в подальші апарати технологічного циклу.

3. В роз’єднаному енергетичному циклі для теплозабезпечення силових, технологічних, опалювально-вентиляційних та інших процесів, а також для виробництва електроенергії з метою покращення теплового або електроенергетичного балансу підприємства.

Покажемо, як приклад, використання фізичної теплоти технологічних продуктів на технологічні потреби в замкнутому регенеративному циклі.

В умовах безперервного процесу виробництва тих чи інших продуктів, які характеризуються дисперсним станом, однорідним фракційним складом і високою температурою, фізичну теплоту найраціональніше можна використати для нагрівання повітря, яке надходить в установку для спалювання палива. Цим досягається підвищення температури в робочій камері установки (печі) створення належних умов для ефективного використання палива. Регенерація теплоти технологічного продукту може здійснюватись в даному випадку безпосередним контактуванням повітря з технологічними продуктами, які підлягають охолодженню і які характеризуються високою поверхнею фазового контакту.

В еликі можливості в цьому плані мають підприємства будівельних матеріалів: виробництва цементного клінкеру, керамзиту, вапна, бокситових спеків та інших матеріалів. Виробництво цих матеріалів здійснюється в обертових печах при температурі 1900 К, технологічний продукт яких нагрітий до температури 11001400 К. Охолодження продукту до температури 350400 К в спеціальних холодильниках може забезпечити нагрівання повітря до температури 550800 К.

Схема установки охолодження клінкеру повітрям показана на рис. 13.10.

Рис. 13.10. Принципова схема установки для охолодження цементного клінкеру і нагрівання повітря: 1- витяжний вентилятор; 2- установка для очищення газу від пилу; 3- обертова піч; 4- холодильний барабан; 5- нагнітальний вентилятор.

При отриманні технологічного продукту в рідкому стані з невисокою температурою, його фізичну теплоту можна використати для підігрівання сировини. Так, наприклад, в нафтопереробній промисловості продукти перегонки нафти з температурою 550650 К використовуються безпосередним контактуванням повітря з продуктом, який необхідно охолодити.

Значна кількість фізичної теплоти технологічних продуктів, яка не може бути використана для технологічних потреб і яка характерна для нафтопереробних і підприємств хімічної промисловості, відводиться з охолоджуючою водою. Теплота, яка відводиться з охолоджуючою водою, може бути раціонально використана для теплозабезпечення і виробництва електроенергії за схемою з замкнутою циркуляцією теплоносія.