лекции / Лекция 11.Сырье, концепции синтеза 1 и 2

5)Утилизация отходов

•позволяет получить дополнительные полезные продукты из побочных продуктов реакции, практически всегда образующихся вместе целевым продуктом. Если, например, найдется потребитель огарка в производстве серной кислоты (а в нем есть много полезных и ценных веществ), то производство кислоты из колчедана может оказаться вполне конкурентным.

6)Альтернативное сырье

•Использование не возобновляемого сырья (нефть, газ, руды…) заставляет не только искать способы его полного использования, но и другие сырьевые источники. Использование отходов производств - одно из направлений расширения сырьевых источников. Другое направление - альтернативные источники первичного сырья.

•Уголь является наиболее распространенным углеродсодержащим полезным ископаемым. Интерес к нему как альтернативному источнику сырья за последние годы возродился. Известны несколько методов, которые используются для превращения угля в жидкие углеводороды и топливо. Наибольшее значение приобрели гидрогенизация угля (обработка тонкомолотого угля водородом в присутствии катализатора) и газификация (обработка водяным паром) до СО

иН2 с последующим каталитическим синтезом углеводородов.

II. Концепция полного использования энергетических ресурсов

•Концепция полного использования энергетических ресурсов направлена на минимизацию затрат на энергетические и тепловые ресурсы, полное использование их в процессе.

•1) Регенерация и утилизация тепла и энергии. В ряде случаев для проведения процесса (например, в реакторе) необходимо нагреть поток, а после этого - его охладить. Выгодно входящий поток нагреть теплотой выходящего потока. Такая схема была представлена на примере реактора окисления диоксида серы. Подобные схемы регенерации тепла распространены в промышленности.

•Тепло можно также перевести в пар в котле-утилизаторе и затем использовать как энергоноситель для привода паровых турбин или как теплоноситель в технологических целях в этом же производстве.

25

Р

Тепловую энергию потоков можно использовать, вырабатывая, например, пар в котлах-утилизаторах. Энергию избыточного давления потока можно использовать для привода электрогенератора. Такие потоки, обладающие

энергетических ресурсов".

2)Альтернативные источники энергии

•Традиционные источники энергии - пар, горячие теплоносители, электроэнергия, вырабатываемые при потреблении топливных ресурсов. Перспективными является легко возобновляемые и более дешевые источники как, например, теплота атомных котлов (несмотря на современную тенденцию к радиофобии), солнечная энергия, энергия ветра, термальные источники для геотермальных электростанций и подобное. Их применение в ряде случаев может реально привести

куменьшению расхода более дефицитных топливных невозобновляемых ресурсов.

3)Вторичные энергетические ресурсы

•Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) -

энергетический потенциал продуктов, отходов, образующихся в технологических агрегатах, которые могут быть при умелой организации производства частично или полностью использованы внутри ХТС или для энергоснабжения других предприятий.

•Использование ВЭР приводит к увеличение теплового к.п.д. ХТС.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВЭР

•Горючие (топливные) ВЭР – отходящие горючие органические вещества, попутные нефтяные газы.

Они содержат Н2, углеводороды, СО и другие горючие компоненты.

•Тепловые ВЭР - тепло отходящих газов, отработанного пара и горячей воды, а также теплота попутно вырабатываемого пара и нагреваемой воды (например, в котлах-утилизаторах и экономайзерах).

•ВЭР избыточного давления, или силовые - газы и жидкости, покидающие технологические агрегаты и обладающие потенциальной энергией (под давлением).

4)Энерго-технологическая система

•Количество энергии, которое необходимо подвести на разных стадиях химико-технологического процесса, определяется его потребностями. Затраты на него можно уменьшить путем регенерации энергии между стадиями процесса и использовать потенциал потоков в самом процессе. Но компенсировать полностью затраты энергии не получится без подвода к системе избыточного его количества. Причин несколько.

•Например, имеются затраты на преодоление гидравлического сопротивления потоков в аппаратах и трубопроводах, часто образуется много низкопотенциальных потоков, с низкой работоспособностью (например, теплая вода, отходящие газы с невысоким избыточным давлением). Часть тепла теряется, например, через изоляцию. Недостающую энергию можно выработать если включить в систему энергетический узел как подсистему ХТС. Химико-технологическая система, включающая энергетический узел, потребляющий топливо и вырабатывающий энергию для компенсации необратимых потерь с целью поддержания технологического режима и обеспечения функционирования ХТС называется энерго-

технологической системой.

В современном производстве азотной кислоты под давлением один из сырьевых компонентов - воздух - сжимается в компрессоре и направляется в технологические

аппараты.

Потенциал отходящего газа не достаточен, чтобы полностью компенсировать затраты на сжатие исходного воздуха, хотя можно его использовать для частичного возмещения затрат.

Увеличить энергию отходящего газа как рабочего тела турбины можно повышением его температуры и давления. Для этого в линию отходящего газа подается топливо - природный газ - его сжигают с остатками кислорода в отходящем газе