ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние нестационарного движения парожидкостных потоков на эффективность работы массообменных аппаратов из "Основы конструирования и проектирования промышленных аппаратов" Применение автоматизированного конструирования в научных исследованиях позволило за короткий срок осуществить резкий скачок в целенаправленном поиске путей интенсификации процесса массообмена и их реализации для широкого класса контактных устройств аппаратов барботажного типа. Так, в частности, использование оптимального конструирования в пределах площади барботажа отдельного контактного устройства позволило создать новые модификации всех типов серийно выпускаемых нормализованных тарелок с переливом (ситчатых, клапанных, колпачковых). [c.207] Использование полученных выше зависимостей при рекон-ст )укции ректификационных колонн, связанной с заменой существующих колпачковых, клапанных, провальных и др. тарелок на ситчатые, позволило с больщой степенью точности прогнозировать такие показатели, как диапазон повыщения производительности колонны по сырью, снижение энергозатрат и повышение качества продукта. В табл. 4.5 приведено лишь несколько примеров использования результатов исследования в промышленности. [c.207] в частности, до замены клапанных тарелок в крупно-тоннажном производстве товарного ацетона качество ацетона было низкое, энергозатраты высокие, производительность не достигала проектной мощности. Реконструкция колонны позволила полностью снять все вышеуказанные проблемы. Аналогичная ситуация наблюдалась в производстве этилового спирта, кроме того, происходила полимеризация на тарелках, что требовало дополнительных капиталовложений и создавало трудности при эксплуатации. Реконструкция колонны позволила полностью ликвидировать полимеризацию на тарелках, снизить энергозатраты, резко повысить производительность колонны и обеспечить при этом высокое качество продукта. [c.207] Длительный опыт эксплуатации модифицированных ситча-тыу тарелок позволил распространить результаты исследований на все типоразмеры колонной аппаратуры, снабженной контактными устройствами диаметром от 1000 мм до 4000 мм как на односливные, так и на двухсливные варианты работающие как под вакуумом, так и под атмосферным и повыщенным давлениями. [c.208] Значительный рост мощностей технологических установок привел к появлению ряда проблем, связанных с оптимальным использованием внешних и внутренних энергетических ресурсов, в наибольшей степени определяющих эффективность производства. [c.209] Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность занимает первое, а химическая - второе место по потреблению тепла, что составляет соответственно 12,6 и 11,0% от общего потребления тепла в народном хозяйстве России. [c.209] Такие высокие показатели потребления тепла обусловлены низким качеством преобразования энергии в химикотехнологических системах, неправильной организацией химикотехнологических процессов, наличием больших потерь энергии и низкой степенью рекуперации тепла. [c.209] В результате энергетического кризиса 1973-1980 гг. в США эксплуатационные затраты возросли на 157%, тогда как стоимость оборудования - на 68%. Цены на нефть повысились на 570%, а на мировом рынке - на 1200%. [c.209] Все это явилось толчком для многочисленных исследований, направленных на повышение эффективности потребления и преобразования энергии в массообменных аппаратах химических производств с использованием нетрадиционных методов (например, нестационарное движение фаз в ректификационных колоннах и т. д.). [c.209] Наиболее неэкономичным по потреблению энергии из типовых процессов химической технологии являются процессы разделения. Большая часть затрат (55,9%) приходится на дистилляцию нефти и разделение продуктов вторичной переработки, включая пиролиз. Свыше 65% энергии, расходуемой на ректификацию, потребляется нефтеперерабатывающей промышленностью, до 29% - химической, свыше 5% - газоперерабатывающей. Эффективность полезного использования тепла в процессах ректификации составляет всего 5-10%. [c.209] Приближение работы ректификационной колонны к идеальным условиям заключается в увеличении числа контактных устройств с применением на каждом из них миниконденсатора, так что нисходящий поток орошения непрерывно увеличивается, а тепло снимается при все более высоком потенциале. Однако увеличение числа контактных устройств имеет экономические ограничения. [c.209] Помимо конечного рабочего числа ступеней контакта, потери тепла определяются конечной разностью температур и перепадом давления по высоте колонны, что вызывает рост температуры куба и давления паров. [c.210] Можно выделить две основные группы способов экономии энергии не требующие и требующие реконструкции аппаратов. [c.210] К первой группе можно отнести следующие известные способы оптимизация орощения и давления уменьщение разности температур при испарении сырья и конденсации продуктов повышение эффективности массообмена и снижение гидравлических сопротивлений углубление отбора тепла отходящих потоков улучшение теплоизоляции. [c.210] Оптимизация орошения состоит в поддержании расходов флегмы, обеспечивающих лишь минимально допустимую чистоту целевых продуктов. [c.210] Снижение энергозатрат при оптимизации орошения (только за счет поддержания оптимального флегмового числа) составляет тот же порядок, что и при замене контактных устройств - до 13%. [c.210] Подача флегмы и питания в колонну с определенной циклической закономерностью позволяет снизить энергозатраты более чем на 20%. [c.210] Возможность снижения энергозатрат при ректификации под вакуумом в ряде случаев зависит от состояния паровых эжекторов. Повышение избыточного давления приводит к перерасходам тепла на нагрев сырья. Перерасход пара в этих случаях сопоставим с перерасходом тепла при повышенном давлении. [c.210] В современных условиях более выгодно не только использование кипятильников, но и их дублирование, что позволяет проводить очистку их от загрязнений без остановки колонны. Снижение энергозатрат при уменьшении разности температур в кипятильнике и конденсаторе обусловлено использованием пара меньшей температуры (вторичного), т. е. более дешевого, или съемом тепла (в конденсаторе) при большей температуре для его рекуперации. [c.210] Относительно небольшая разность температур (соответственно, стоимости подводимого тепла до и после модернизации) ограничивает применение этих методов. [c.210] Вернуться к основной статье