6能量的合理利用.pptVIP

化学工业出版社 化工节能与减排 张頔 TELE-mail：dzhang@ 目 录 能量降级与热力学第二定律 轴功、各种热效应的计算 有效能衡算和有效能效率 热力学分析的基本方法 噪声污染及控制 目 录 热管、热泵和夹点技术 能量的合理利用 稳流体系热力学第一定律 废水处理方法、技术和流程 废固处理及利用 废气污染的预防措施及治理 今日作业 为了提高能量的利用率，怎样对通用的精馏装置进行改进？ 能量的合理利用 能量的合理利用 一切过程都要使用能源，这就有一个如何选择能源和合理用能的问题。合理用能总的原则是“按质用能、按需用能”。这就是要按照能源的质量来使用它，按照用户所需要能量的数量和质量来供给它。 能量的合理利用 合理 利用 有效利用 充分利用 综合利用 能量的有效利用 能量多 次利用 减小 推动力 按质用能 按需用能 按质用能： 根据输入能的能级确定其使用范围。 按需供能：根据用户对需求能的能级要求，选择适当的输入能。核心： 尽量避免能量的无功降级，实现能级匹配。 梯级用能：高温带压（或不带压）流体，先利用其势差做功，然后再利用其温差供热。 多效利用：通过不同的载能工质传递蒸发潜热，使热能得到多次利用。常用于多效蒸发和多效蒸馏。 传统设计：增加过程的推动力来强化过程。这样虽然可以减少设备投资，但是却增加了过程的有效能损失，从而增加了长期的运行费用。 新设计：进行全面的技术经济评比，确定适当的而不是过大的推动力。 减少能量的 不可逆损失 能量的充分利用 减少散热和跑冷损失 减少各种废弃物和污染物的排放量 锅炉水处理 减少跑冒滴漏 每小时泄漏423K的饱和蒸汽15kg,相当于每年浪费16.4吨标准煤；1只疏水阀失灵相当地每年浪费7吨标准煤 堵漏减排 余热回用 减少可燃和有用气体放空裂解尾气回收乙烯、丙烯，合成氨驰放气回收氢气 余热回用 余热回收的基本方法 对象 形态 状态 回收方法 回收后形态 利用方法 炉子排气 气体余热 排气 空气预热器 热风 自身循环 直接利用 热 再利用 水蒸汽 热泵 蒸汽 再利用 热废水 液体余热 冷凝水 闪蒸后-热泵 蒸汽 再利用 回收冷凝水 热水 锅炉供水 间接冷却水 有机热介质冷却 热水、蒸汽 直接利用或发电 蒸发冷却 蒸汽 直接冷却水 热泵 热水、蒸汽、冷水 空调 产品、副产品显热 固体余热 热介质 余热锅炉 蒸汽 直接利用或发电 副产气体 排放潜热 ? 燃烧 热 再利用 回收 燃料 利用 工艺压力 剩余压力 ? 燃气轮机 电力 利用 旋转体 剩余动力 ? 发电（直流） 电力 利用 飞轮 动力 再利用 能量的综合利用 化工过程的特点是原料与产品通常在常温常压下存在，而反应过程常在高温或高压下进行。因而原料、中间物与产品需反复进行升压、降压、加热、冷却、增湿和减湿。除了输入一次能源外，化工过程中还有各种二次能源----化学反应和物理变化的热效应可以利用。这就构成了化工过程复杂的用能系统：一次能源与二次能源、热量与冷量、高压流体的机械能、热能、电能共存的系统。因此，各种形式能量的相互配合、综合利用，使之各尽其能具有特别重要的意义。 热电合供的总能系统 热电分供： 由动力厂用高压锅炉产汽供电，而由热量用户自备低压蒸汽锅炉供热。由于动力厂采用凝汽式透平机组发电时，燃料的热能中仅28-30％转变为电能，除动力厂本身消耗的10-12%，其余58-60％都由冷凝液带走，热量未能充分利用，而热量用户却需要另外消耗燃料产汽。这样的用能系统，不仅能量没有充分利用，而且增加了投资，显然极不合理。 热电合供： 由高压锅炉产汽，通过抽凝式透平或背压式透平发电，抽汽或排汽用于供热。这样，燃料有效能转化为电力，而不可逆有效能损失产生的无效能作为有效能的“稀释剂”用于供热，使有效能与无效能都得到充分的利用。 能量的综合利用 化工过程能量的综合利用除应考虑热能与动力的配合以外，还应考虑各种物理和化学过程热效应、机械能等的综合利用。物理变化的潜热，量小品位低；但改变操作条件，提高热能的温度水平，也可回收利用。例如在高温蒸馏及加压蒸馏中，当塔顶蒸汽冷凝温度大于或等于413K时，用蒸汽发生器代替塔顶蒸汽冷凝器，使塔顶馏分的冷凝热用于产生低压蒸汽，可用于其他用户的加热。 化学工业出版社