§2.4. Использование массообменной колонной аппаратуры в технологиях, чувствительных к температурным возмущениям потоков.

Рассмотрим колонную массообменную аппаратуру, используемую в различных технологических системах. Специалисты по процессам и аппаратам хорошо знают, что такое коэффициент полезного действия массообменной тарелки. По Канту - это вещь в себе, все наше незнание сосредоточилось в погрешности определения этого коэффициента. И если по расчету в абсорбционной или ректификационной колонне надо поставить 6 - 7 тарелок, то опытный специалист поставит 30. Вот уж запас, так запас! Полная гарантия свершения массообменного процесса во всей его полноте. И никого не пугает будущая высота колонны, ее металлоемкость, стоимость, трудности транспортировки от завода-изготовителя до места монтажа установки. Смирились!

Подчас тарелки массообменной аппаратуры снабжаются автономной принудительной системой поддержания необходимой температуры, особенно там, где требуется получить чистый или особо чистый продукт. Но с точки зрения работоспособности всей технологической системы тогда наступает чрезвычайно благоприятная ситуация: колебания температуры технологического потока перед колонной, обусловленные возмущениями от внешних воздействий, гасятся в колонне. Амплитуда колебаний температуры технологического потока на выходе из колонны определяется точностью поддержания температуры на последней тарелке. И, как правило, последняя много меньше амплитуды колебания температуры на входе в колонну. Отсюда напрашивается рецепт: в тех установках, в которых температурные возмущения технологического потока опасны для работоспособности системы, надо в соответствующих местах технологической схемы ставить массообменную колонную аппаратуру. Заодно почистить поток от экологической грязи или от ядов катализатора.

§2.5. Энергоэффективность и энергосбережение против надежности технологических систем.

Во время энергетического кризиса 70-х годов прошлого века стало очевидным, что следует всячески уменьшать долю энергетических затрат в себестоимости целевого продукта. Одним из приемов экономии энергетических затрат является реализация следующей идеи. Если в одном месте технологии выделяется энергия в виде теплоты химического превращения, а в другом месте необходим подвод теплоты, то предлагается направить технологический поток из первого места во второй. Но и этого мало! Разработчики линии АК-72 и линии К-700 решили превратить избыточную энергию выхлопных газов большого давления в механическую с помощью газовых турбин, на валы которых поставили центробежные нагнетатели. При этом один нагнетатель подает в технологию свежий воздух, а другой увеличивает давление перед стадией абсорбции. Получилась удивительная картина: возмущения, обусловленные внешними воздействиями, проходят через всю систему и далее нагнетателями возвращаются с усилением на ее вход.

Уж очень хотелось создать энергоэффективную технологическую установку, т.е. без потребления энергии извне, и даже продать высокопотенциальный водяной пар какому-то потребителю. Но печальный опыт пуска и эксплуатации линии АК-72 охладил пыл технологов.

Ну, хорошо, критиковать мы все мастера, да, действительно, энерготехнологичность стала синонимом ненадежности. А что же делать, чтобы все-таки уменьшить затраты энергии на производство целевого продукта и не забыть о надежности? В качестве первого приближения можно опять воспользоваться идеей емкостей. Избыточную тепловую энергию в каком-то месте технологии отдавать на сторону, например, в паровую сеть завода. А в местах потребления энергии брать ее из этой сети. Потенциальную энергию выхлопных газов высокого давления превращать в механическую с помощью газовых турбин, но на ее валы поставить электрогенераторы, подключенные к региональной электросистеме. Зато запитку двигателей компрессоров на входе в технологию производить из той же региональной системы.

Конечно, такой подход потребует дополнительного и дорогого оборудования. Конечно, энергетики (а это очень серьезные люди) не захотят, чтобы из их систем (паровая сеть завода или электросистема региона) химики делали помойку и сбрасывали туда колебания и возмущения от химической установки. Но наверняка существует компромисс, придется сделать эти возмущения допустимыми для энергетиков, т.е. пойти на увеличение числа заданных параметров и, следовательно, уменьшать вероятность работоспособности самой химической технологии. Но ведь бесплатной эффективности не бывает! Не забудем еще и о том, что газовые и паровые турбины имеют коэффициент полезного действия не больше половины, т.е. часть отводимой в емкости энергии будет безвозвратно потеряна.

Читать далее:
§2.6. Влияние автоматической системы управления на работоспособность технологической системы.

Наверх

Скачать статью в формате Word