Энерготехнологические схемы

Большинство производственных процессов требует значительного расхода энергии. Затраты энергии на проведение технологического процесса можно уменьшить, если регенерировать часть энергии и использовать потенциалы потоков в самом процессе.

При проведении технологического процесса одна часть энергии тратится на его осуществление, другая — теряется в окружающую среду.

Компенсировать потери энергии полностью невозможно. Однако недостающую энергию можно вырабатывать в самой технологической системе при потреблении дополнительного количества топлива.

Технологическая система, в которую включен энергетический узел, потребляющий топливо и вырабатывающий энергию для компенсации необратимых потерь в целях обеспечения функционирования ТС, называется энерготехнологической системой.

Такая система не потребляет энергию извне, энергетически она автономна.

В промышленности наиболее часто реализуются два варианта организации энерготехнологической схемы. В том случае, когда в производственном процессе используется газ с избыточным давлением, для его сжатия применяют компрессор, работающий от газовой турбины.

После завершения технологического цикла отходящий газ имеет избыточное давление. Этого давления недостаточно, чтобы компенсировать затраты на первоначальное сжатие газа.

Увеличить энергию отходящего газа можно путем повышения его температуры. Для этого в линию отходящего газа дополнительно подают природный газ и сжигают его. Потенциальная энергия газа увеличивается и оказывается достаточной для автономной работы компрессора.

Такая энерготехнологическая схема используется при производстве азотной кислоты (см. рис. 11.12). Если в производственном процессе используется газ с высоким избыточным давлением, то для его сжатия и циркуляции в схеме применяют мощный турбокомпрессор, работающий от паровой турбины.

Пар высоких параметров получают на ТЭЦ. Чтобы избежать зависимости от ТЭЦ в технологическом процессе, используют теплоту отходящих газов. Такая схема реализуется при производстве аммиака (см. рис. 11.7). В качестве отходящих газов используют газы после печи конверсии метана с температурой на выходе 900 — 950 °С. В газоход для отходящих газов вводят дополнительное количество природного газа и сжигают его. Полученной теплоты оказывается достаточно для автономной выработки пара заданных параметров.

Энерготехнологические схемы основаны на тесной взаимосвязи химических и энергетических процессов, что позволяет достигать утилизации производственной теплоты и вести химические процессы с высокой скоростью. По таким схемам в России организовано производство аммиака и карбамида.