化工新型節(jié)能技術(shù)論文(2)
化工新型節(jié)能技術(shù)論文篇二
化工精餾節(jié)能技術(shù)探討
【摘要】如今環(huán)境問題逐漸顯露，環(huán)境與能源的保護越來越得到社會的重視。尤其是化工行業(yè)的資源節(jié)約更是在國際中都得到重視。也因此節(jié)能的技術(shù)、工藝等節(jié)能措施等都得到了新的發(fā)展。本文便針對其中的化工精餾節(jié)能問題進行討論。
【關(guān)鍵詞】化工節(jié)能;精餾技術(shù)
隨著化工技術(shù)的迅猛發(fā)展，化工技術(shù)的進步在化工生產(chǎn)過程中，分離是在這一個過程中顯得尤為重要，我們在這一個過程中最終能夠確定下來產(chǎn)品的質(zhì)量和收率。精餾是指利用回流方法使液體混合物進行高純度分離的操作，其利用自身獨特的優(yōu)勢在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。我們在這一方面探討了各種數(shù)據(jù)，最后得出的結(jié)論就是精餾分離操作所消耗的能源就占用了化工分離中的95%。當(dāng)然通過我們的研究發(fā)現(xiàn)出來的結(jié)論是，在熱力學(xué)中精餾是低效的耗能過程，有極高的熱力學(xué)不可逆性。但是在如今世界能源日益緊缺的背景下，精餾過程中的節(jié)能操作勢在必行。有效的精餾節(jié)能不僅能夠帶來巨大的社會經(jīng)濟效益，還有助于可持續(xù)性資源的發(fā)展。在現(xiàn)代化工行業(yè)中國內(nèi)外都投入了大量的人力、物力加強其節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，下面將展開討論精餾的節(jié)能技術(shù)。
一、加強精餾節(jié)能技術(shù)的措施
1、完善操作條件
在本文中將通過對精餾過程的軟件模擬來進行對其操作條件的研分析。精餾塔的主要操作條件包括操作壓力、操作溫度、塔板壓降，進料位置及溫度、理論板數(shù)、回流比以及回流溫度、塔頂塔底采出量、關(guān)鍵組分的清晰分割程度，塔頂塔底熱負(fù)荷等等，除塔的操作壓力通常是給定的(在設(shè)計雙效流程除外)，至于其它條件均可以根據(jù)實際作為變量進行操作，至于最佳分離值則可以通過對靈敏度的分析、設(shè)計規(guī)定或優(yōu)化技術(shù)來確定，以獲得最小的冷凝負(fù)荷和再沸器熱負(fù)荷，從而達到精餾能耗節(jié)約的目的。
2、利用中間換熱裝置節(jié)能
有些精餾塔的頂部與底部溫差較大，對于此類精餾塔便可增加中間換熱器來事冷熱量達到均衡的狀態(tài)。增設(shè)的中間換熱器能夠改變操作線斜率，并利用低品位能源：若是精餾塔上部的溫度變化明顯，則可在精餾段的某塔板間處設(shè)置中間冷凝器，并用低品位冷劑作為冷源，以此節(jié)省主冷凝器高品位冷劑的用量，從而降低能耗，但是此種方法會使精餾塔上方塔板的分離能力減弱;若是精餾塔下方的溫度分布變化大，可在提餾段的某塔板問處設(shè)置中間再沸器，減少主塔再沸器高品位熱量的消耗，精餾塔的熱能降低，熱效率提高，能夠達到最佳的節(jié)能效果。此種方法雖然節(jié)能效果良好，但是同時也存在下方塔板分離能力被削弱的問題，如當(dāng)乙烯精餾塔裝置中間再沸器的熱負(fù)荷約為提餾段總熱負(fù)荷的30%時，所節(jié)約的能量相當(dāng)于整塔能耗的17%左右。
3、多塔精餾分離序列的優(yōu)化
通過操作實踐可以得出結(jié)論，就是在精餾過程中應(yīng)首先除去容易造成系統(tǒng)腐蝕或結(jié)焦的組分，以便降低后續(xù)設(shè)備的材質(zhì)要求或穩(wěn)定操作;首先應(yīng)當(dāng)把進料分成分子數(shù)接近的兩股流，按塔頂與塔底各占50%的分餾比例安排;根據(jù)塔頂產(chǎn)品的揮發(fā)度依次遞減的順序逐個回收;對于各組分沸點相差很大的物系，若有組分要在冷凍條件下進行分離，應(yīng)使進入冷凍系統(tǒng)或冷凍等級更高系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)盡量減少;應(yīng)把關(guān)鍵組分的相對揮發(fā)度最接近于1的組分放在最后;對產(chǎn)品純度要求高的組分應(yīng)放在最后分離。簡單精餾流程采用熱集成技術(shù)比無熱集成的可節(jié)約操作費用50%，可見塔系熱集成技術(shù)對于分離過程能耗的影響往往比單個塔的優(yōu)化更顯著，這是挖掘精餾系統(tǒng)節(jié)能潛力極大的一種措施，因而成為節(jié)能研究者的熱點對象。
4、多效精餾
多效精餾是將原料分成大致相等的N股進料，分別送入壓力依次遞增的N個精餾塔中，N個塔的操作溫度也依次遞增。壓力和溫度較高塔的塔頂蒸汽向較低塔的塔釜再沸器供熱，同時自身也被冷凝，以此類推，這樣就節(jié)省了低壓塔再沸器的能耗和高壓塔冷凝器的水耗。在這個系統(tǒng)中，只需向第一個最高壓力塔供熱，系統(tǒng)即可進行工作，所需能量約為單塔能耗的1/N，如將三個塔串在一起采用三效精餾技術(shù)，其能耗僅用原來的1/3，節(jié)能幅度達到67%，節(jié)能效果非常明顯。多效精餾由于效數(shù)增加，加熱蒸氣用量減少，能耗降低，但效數(shù)越多，設(shè)備投資費用增加，且受到第一級加熱蒸氣壓力及末級冷卻介質(zhì)種類的限制，操作愈發(fā)困難，一般由單效改為雙效可節(jié)能50%，雙效到三效η增加17%，三效到四效η僅增加了8%，可見，多效精餾后幾效所產(chǎn)生的節(jié)能效果不斷下降，因此工業(yè)上一般采用雙效精餾，其工藝流程按加熱蒸氣和物料的流向不同，分為平流、順流和逆流三種。
5、提高分離效率
在我們的實驗中我們發(fā)現(xiàn)這樣的結(jié)論，隨著分離效率的提高，能夠起到降低能耗、減排、提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點，從而提高企業(yè)的效益?；ぞs的同時，選用高效導(dǎo)向篩板及新型的填料等分離設(shè)備，不僅能夠提高分離效率，使精餾塔的操作回流比降低，還能夠因為精餾塔的還能與回流比呈線性關(guān)系，從而成比例地降低的能量消耗。使化工產(chǎn)品質(zhì)量提高的辦法之一及時提供啊分離效率。
二、結(jié)語
依據(jù)以上的研究我們可以得出主要的結(jié)論，優(yōu)化節(jié)能蒸餾塔，主要是是為了達到產(chǎn)品質(zhì)量能夠滿足指標(biāo)的同時，將能耗降到最低。然而，精餾操作過程受眾多因素的影響，研究時，提出了一系列的方法以減少能量消耗，包括：選用高效規(guī)整填料取代普通填料方式，以提高再沸器或冷凝器傳熱效果，將精餾塔的進料的狀態(tài)機位置進行修改，增加了一個中間再沸器或冷凝器，熱泵技術(shù)的應(yīng)用，采用多效精餾和特殊蒸餾技術(shù)，改變多塔精餾工藝過程減少回流比，改變塔的壓力的操作。
參考文獻
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