2015-05-05
1457
В настоящее время основными источниками энергии являются различные виды топлива: полезные ископаемые или получаемые
на их основе горючие органические вещества. Все виды топлива по агрегатному состоянию подразделяются на твердые жидкие и газообразные.
К твердому топливу относятся каменный и бурый уголь, горючие сланцы, торф и древесина. Жидкое топливо — это в первую очередь нефть и продукты ее термической или каталитической переработки: бензин, лигроин, газойль, масла и топливные продукты, получаемые на их основе. Газообразное топливо представлено природным газом, попутными газами нефтедобычи, коксовым и генераторным газами, образующимися в процессе переработки нефти, а также при осуществлении нефте- и углехимических процессов.
Основной характеристикой топлива является его удельная теплота сгорания — количество теплоты, выделяемое 1 кг топлива при его полном сжигании.
Эта величина зависит от химического состава топлива и условий его сжигания. Например, удельная теплота сгорания торфа, МДж/кг, 1,88...23,3; каменного угля — 27... 32; нефти — 41,8... 62,7; природного газа — 35,0...45,8.
Ограниченность запасов нефти и перемещение основных центров ее добычи на северо-восток нашей страны требуют от химической науки поиска новых источников энергии, разработки высокоэффективных процессов переработки твердых и жидких горючих ископаемых.
Потребность экономики в топливно-энергетических ресурсах удовлетворяется за счет первичных топливных ресурсов (нефть, природный газ, уголь и др.) и электроэнергии, вырабатываемой на атомных электростанциях и гидроэлектростанциях.
Возрастание себестоимости получения этих энергоносителей требует более полного использования вторичных энергетических ресурсов — «отходов» (горячая вода, вторичный пар и др.), образующихся в результате проведения различных процессов.
Вторичные энергетические ресурсы принято подразделять на три основные группы: горючие (топливные), тепловые и энергетические ресурсы избыточного давления.
Горючие (топливные) ресурсы — это энергоресурсы, образующиеся в различных технологических процессах с применением топлива.
Тепловые ресурсы — это теплота отходящих газов при сжигании топлива, теплота воды или воздуха после использования их для охлаждения технологических агрегатов и установок, а также тепловые отходы производства (например, теплота горячих шлаков).
К последней группе относятся энергетические ресурсы (газы и жидкости), имеющие избыточное давление, но уже не требующиеся на дальнейших стадиях данного технологического процесса. Энергию таких ресурсов преобразуют в механическую энергию,
которую можно использовать непосредственно для приведения в действие приборов, механизмов и машин или преобразовать в электрическую энергию.
Во всех теплообменных устройствах, применяемых в химической промышленности, основным рабочим процессом является теплообмен между теплоносителями.
На этапе разработки технологической схемы процесса при проведении необходимых расчетов требуется обоснованный выбор типа теплоносителя.
При выборе теплоносителя необходимо принимать во внимание диапазон значений рабочей температуры и способность теплоносителя обеспечить высокую интенсивность теплообмена (для этого требуется малая вязкость при высоких значениях плотности, теплоемкости и удельной теплоты парообразования). Кроме того, теплоноситель не должен оказывать отрицательного влияния на материал аппарата.
В качестве теплоносителей в теплообменных аппаратах применяют водяной пар, топочные газы, высококипящие жидкости и другие вещества, а в ряде случаев — вторичные энергоресурсы. Необходимый расход теплоносителя определяют из уравнения теплового баланса.
Тепловые процессы нагревания и охлаждения жидкостей и газов, а также конденсации паров проводят в теплообменниках — аппаратах, предназначенных для передачи теплоты от одних веществ другим.
Теплоносители с более высокой температурой, которые отдают теплоту, называют нагревающими агентами, теплоносители с более низкой температурой, воспринимающие теплоту, — охлаждающими агентами.
