Утилизация теплоты агрессивных жидкостей Работа котельной установки Охлаждение конструктивных элементов высокотемпературных установок Основные типы парогазовых установок Термодинамическая оценка

Энергосбережение в энергетике и теплотехнология

Утилизация теплоты агрессивных жидкостей

 В производстве серной кислоты большая часть ВЭР (95 %) заключается в физической теплоте кислоты, которая в процессе ее получения охлаждается от 80-140 °С до 40-60 °С. В среднем с 1 т выпускаемой серной кислоты отводится примерно 3,35 ГДж тепла. В стране производится ~10×106 т кислоты, потери составляют ~63-65 млн. ГДж в год. Физика атомного ядра и элементарных частиц Атомные ядра различных элементов состоят из двух частиц – протонов и нейтронов. Сразу же после открытия нейтрона (Дж. Чедвик, 1932 г.), Д.Д. Иваненко и В. Гейзенберг выдвинули гипотезу о протонно-нейтронном строении атомных ядер, которая полностью подтвердилась последующими исследованиями. Протоны и нейтроны принято называть нуклонами.

 В теплообменниках спирального, оросительного и пластинчатого типа невозможно предотвратить попадание кислоты в охлаждающую среду. Для утилизации теплоты агрессивных жидкостей были предложены конструкции теплообменников с промежуточным теплоносителем (рис. 43). Межтрубное пространство заполнено промежуточным теплоносителем (очищенная вода, фреон, аммиак). Из корпуса предварительно отсасывают воздух и создается разряжение, соответствующее температуре кипения промежуточного теплоносителя. В нижнюю трубчатую поверхность подается охлаждаемая серная кислота, в верхнюю - охлаждающая вода. Кислота отдает теплоту промежуточному теплоносителю, который вскипает. Пар промежуточного теплоносителя конденсируется на верхних пучках труб, отдавая теплоту охлаждающей воде. Теплообменник прошел испытания на Винницком химзаводе им. Я.М. Свердлова. Техническая характеристика: площадь поверхности для охлаждения кислоты Fк = 20 м2, площадь поверхности для

Рис. 43. Схема теплообменника с промежуточным теплоносителем

Изотопные генераторы тепла, электричества и света Поглощение излучения, испускаемого радионуклидами в самом образце, приводит к тому, что образец нагревается.

нагрева воды Fв = 40 м2, тепловая производительность 0,465 мВт, расход воды 40 м3/ч, кислоты 50 м3/ч.

 Экономически невыгодно в одном теплообменнике охлаждать кислоту и нагревать воду поэтому утилизационная установка состоит из нескольких последовательно включенных аппаратов. При этом воду можно нагреть до температуры 80 °С, а кислоту охладить до 40 °С. Выходящая из абсорбера серная кислота (рис. 44) с температурой 70-90 °С направляется в каскад последовательно соединенных теплообменников, где охлаждается до 40 °С. В отопительный сезон сетевая вода подогревается в теплообменниках, а затем догревается в бойлере и подается потребителю тепла. Летом оборотную воду подают в градирню. Утилизационная установка может покрывать до 60 % теплоты, требующейся предприятию на отопление.

Рис. 44. Установка для охлаждения агрессивных жидкостей:

1 – бойлер; 2 - потребитель теплоты; 3 – градирня; 4 – сетевой насос; 5 – циркуляционный насос;

6 - теплообменники с промежуточным теплоносителем;

7 – абсорбер; 8 - насос

Тепловой баланс

Количество теплоты, отдаваемое кислотой:

  . (75)

Количество теплоты, получаемое водой:

  . (76)

То же самое количество теплоты передается через теплообменные поверхности:

 ; . (77)

Температурный напор Dt рассчитывается относительно температуры кипения промежуточного теплоносителя:

То же самое количество :

 ; . (78)

Утилизация теплоты вентиляционных выбросов Проблема утилизации теплоты вентиляционных выбросов - это во многом проблема трассировки воздуховодов, если иметь в виду существующие схемы приточной и вытяжной вентиляции.

Наружный воздух, забираемый приточным вентилятором, проходит через фильтр наружного воздуха и подается на нагревательный теплообменник (рис. 46).

Для утилизации теплоты вентиляционного воздуха в жилых помещениях фирмой «Wiessmann» разработан агрегат Vitovent - 300 (рис. 47).

Глубокое охлаждение продуктов сгорания Влажный воздух, влажные продукты сгорания.

Для продуктов сгорания среднего состава, сжигаемых с коэффициентом избытка воздуха a = 1,3 ( = 0,11;  = 0,13;  = 0,76), плотность и теплоемкость при 0 °С составляют соответственно ρ = 1,33 кг/м3, с = 1,068 кДж/(кг∙К); для воздуха соответствующие значения равны ρ = 1,29 кг/м3,  = 1,009 кДж/(кг∙К).

Утилизация теплоты низкотемпературных дымовых газов Проблему эффективного использования теплоты отходящих газов энергетических котлов и промышленных печей можно решить путем установки за ними контактных теплообменников с активной насадкой – КТАНов [10].

Достоинства контактного теплообменника:1. Используется скрытая теплота конденсации водяных паров, при этом КПД возрастет до 95-96 %.

  Выделяют следующие режимы работы насадки в зависимости от плотности орошения и скорости потока газа (рис. 51).

Расчет контактного экономайзера Задан состав газа, т. е. объемы продуктов сгорания и теплота сгорания: .

Энергосбережение в системах транспорта и распределения тепловой энергии Общие сведения о передаче тепловой энергии. Рациональное энергоиспользование в системах производства и распределения энергоносителей. Тепловые сети. Их виды и основные элементы. Основные виды потерь энергии и ресурсов в тепловых сетях. Потери энергии с поверхности изолированных и неизолированных трубопроводов. Меры по их сокращению.
Утилизация высокотемпературных тепловых отходов