Процессы с рекуперацией энергии

Процессы с рекуперацией энергии

Простым примером процесса с рекуперацией термический энергии является выпаривание с термическим насосом. Этот метод выпаривания является другим использованию многокорпусных выпарных установок, реализующих экономию греющего пара. В этом случае в качестве греющего употребляется вторичный пар, для увеличения потенциала которого (давления и соответственно температуры конденсации) его сжимают в компрессоре. При всем этом его Процессы с рекуперацией энергии температура конденсации становится на 10-15 градусов выше температуры кипения раствора.

Схема такового выпарного аппарата с полным термическим насосом (сжимается весь вторичный пар) представлена на рис. 2.

Сжатие вторичного пара целенаправлено проводить в турбокомпрессорах, потому что поршневые компрессоры загрязняют пар смазкой, что резко увеличивает тепловое сопротивление в процессе конденсации.

2

W Процессы с рекуперацией энергии, hвт, tвт, Pвт

Gн, xн, сн, tн W, Ргр

D, Hгр, tгр, Ргр

D, tконд, cконд D0

Gк, xк, ск, tк

Рис.2. Схема выпарного аппарата с полным термическим насосом:

1- выпарной аппарат; 2 - турбокомпрессор


При конденсации 1 кг греющего пара выходит 0,8 - 0,9 кг вторичного, потому для стационарности выпаривания к сжатому вторичному пару Wдобавляют свежайший пар в количестве D0. Нужный Процессы с рекуперацией энергии расход пара:

D = W + D0, тогда: (2)

D0=D–W=(Q/rгр)-W=[GнCн(tк-tн)+W(hвт-cвтtк)+Qп+Qконц]/rгр)–W(3)

Мощность, затрачиваемую на сжатие вторичного пара, определяют по формуле:

, (4)

где (H* - hвт) – работа сжатия вторичного пара от давления Рвт до Ргр;

H*- энтальпия сжатого пара, находящегося после сжатия Процессы с рекуперацией энергии в перегретом состоянии; потому H*> Hгр;

hсж- КПД политропного сжатия;

hмех - механический КПД компрессора.

При работе таковой выпарной установки вследствие рецикла (оборотного потока) вторичного пара происходит рекуперация термический энергии. Естественно, что работа по схеме с термическим насосом энергетически прибыльнее, чем без него. Но область ее внедрения ограничена специфичными чертами работы Процессы с рекуперацией энергии турбокомпрессоров (высочайшие производительности при сравнимо маленьких степенях сжатия). В итоге обобщения опыта эксплуатации разных выпарных установок найдено, что выпаривание с термическим насосом экономически оправдано, когда Ргр / Рвт > 2,5 - 3 и W > 1,5 м3/с [6].

Обычным сопряженным процессом, рекуперирующим механическую энергию, является абсорбционно-десорбционный процесс.

Облегченная схема процесса приведена на Процессы с рекуперацией энергии рис.3

V III II

IY 2 1

III 3 4 IY I

Рис.3. Принципная схема абсорбционно-десорбционного агрегата:

1 - абсорбер, 2 - десорбер, 3 - электродвигатель, 4 - насос, 5 - турбина;

I - начальный очищаемый газ, II - очищенный газ, III - впитывающий компонент, IV - отработанный впитывающий компонент, V - десорбированный компонент


Начальный газ I, содержащий поглощаемый компонент, подается в абсорбер 1, работающий под довольно высочайшим давлением. Туда же многоступенчатым центробежным насосом Процессы с рекуперацией энергии 4 направляется впитывающий компонент III. Из абсорбера выходят очищенный газ II и впитывающий компонент IV, насыщенный поглощенным компонентом. Впитывающий компонент, находящийся после абсорбера под высочайшим давлением, поступает на турбину 5, где его давление сбрасывается до атмосферного. Из турбины поток IV направляется в десорбер 2, где происходит выделение поглощенного компонента из Процессы с рекуперацией энергии его консистенции с впитывающим компонентом и их разделение. Поток компонента V выводится к потребителю, а регенерированный впитывающий компонент III ворачивается насосом в абсорбер.

Рассмотренный процесс является примером сопряжения насоса и турбины: последняя возвращает приметную долю механической энергии, затрачиваемой насосом на подачу поглотителя в абсорбер. Описанный процесс употребляется в Процессы с рекуперацией энергии индустрии для выделения СО2 из азотоводородной консистенции. При всем этом давление в абсорбере составляет 1,6 - 3,0 МПа, а в десорбере – атмосферное. В композиции «электродвигатель – насос - турбина» удается рекуперировать до 40 % энергии, нужной для работы насоса. Отметим, что такое же сопряжение насоса и турбины применяется и на больших обратноосмотических установках, служащих, к примеру, для опреснения Процессы с рекуперацией энергии морской воды. Сбрасываемый поток концентрата находится под давлением 4,5-5,0 МПа, и эта энергия рекуперируется также при помощи турбины.

Метод десорбции снижением давления над впитывающим компонентом является обычным и в особенности выгоден в тех случаях, когда абсорбцию проводят при завышенных давлениях.



prochie-konstruktivnie-element-zdaniya.html
prochie-obyazatelstva-emitenta-ezhekvartalnijotche-t-emitenta-emissionnih-cennih-bumag-za-i-kvartal-2011-goda.html
prochie-pamyatniki-obichnogo-prava-klassicheskogo-sv.html