Kliimasüsteemis saab ruumidest väljuva õhu soojust ära kasutada kahel viisil:
· Õhu retsirkulatsiooniga skeemide rakendamine;
· Soojusvahetite paigaldamine.
Viimast meetodit kasutatakse reeglina kliimaseadmete otsevooluahelates. Siiski ei ole välistatud soojustagastusega seadmete kasutamine õhu retsirkulatsiooniga skeemides.
Kaasaegsetes ventilatsiooni- ja kliimaseadmetes kasutatakse väga erinevaid seadmeid: küttekehasid, õhuniisutajaid, erinevat tüüpi filtreid, reguleeritavaid võreid ja palju muud. Kõik see on vajalik vajalike õhuparameetrite saavutamiseks, siseruumides töötamiseks mugavate tingimuste säilitamiseks või loomiseks. Kogu selle seadme hooldamiseks kulub palju energiat. Soojusvahetid on tõhus lahendus energia säästmiseks ventilatsioonisüsteemides. Nende toimimise põhiprintsiibiks on ruumi juhitava õhuvoolu soojendamine, kasutades ruumist eemaldatud voolu soojust. Soojusvaheti kasutamisel kulub sissepuhkeõhu soojendamiseks vähem võimsust, vähendades seeläbi selle tööks vajalikku energiahulka.
Konditsioneeriga hoonete soojustagastust saab teha ventilatsiooniheitmetest saadava soojuse taaskasutamise teel. Heitsoojuse taaskasutamine värske õhu soojendamiseks (või suvel sissetuleva värske õhu jahutamiseks kliimaseadme heitõhuga) on lihtsaim taaskasutamise vorm. Sel juhul võib märkida nelja tüüpi kõrvaldamissüsteeme, mida on juba mainitud: pöörlevad regeneraatorid; vahejahutusvedelikuga soojusvahetid; lihtsad õhksoojusvahetid; torukujulised soojusvahetid. Konditsioneerisüsteemis olev pöörlev soojusvaheti võib talvel tõsta sissepuhkeõhu temperatuuri 15°C ja suvel alandada sissepuhkeõhu temperatuuri 4-8°C (6.3). Nagu teistegi regenereerimissüsteemide puhul, saab ka pöördsoojusvaheti, välja arvatud vahesoojusvaheti, toimida ainult siis, kui väljalaske- ja imikanalid on mõnes süsteemi punktis kõrvuti.
Vahesoojusvaheti on vähem efektiivne kui pöörlev soojusvaheti. Näidatud süsteemis ringleb vesi läbi kahe soojusvahetusspiraali ja kuna kasutatakse pumpa, võivad need kaks spiraali asuda üksteisest teatud kaugusel. Nii sellel soojusvahetil kui ka rootorregeneraatoril on liikuvad osad (pump ja elektrimootor käivad ja see erineb õhk- ja torusoojusvahetitest. Regeneraatori üks puudusi on see, et kanalites võib tekkida saastet. Mustus võib ladestatakse rattale, mis seejärel suunab selle imemiskanalisse. Enamik rattaid on nüüd varustatud puhastusseadmega, mis vähendab saasteainete ülekandumist miinimumini.
Lihtne õhksoojusvaheti on statsionaarne seade soojusvahetuseks väljalaske- ja sissetuleva õhuvoolu vahel, läbides seda vastuvooluga. See soojusvaheti meenutab lahtiste otstega ristkülikukujulist teraskarpi, mis on jagatud paljudeks kitsasteks kanaliteks nagu kambrid. Heitgaas ja värske õhk liiguvad vahelduvate kanalite kaudu ning soojus kandub ühest õhuvoolust teise lihtsalt läbi kanalite seinte. Soojusvahetis ei toimu saasteainete ülekandumist ja kuna kompaktsesse ruumi on suletud märkimisväärne pindala, saavutatakse suhteliselt kõrge efektiivsus. Soojustoru soojusvahetit võib vaadelda kui ülalkirjeldatud soojusvaheti konstruktsiooni loogilist edasiarendust, mille puhul kaks kambritesse sisenevat õhuvoolu jäävad täiesti eraldiseisvaks, ühendatuna ribidega soojustorude kimbuga, mis kannavad soojust ühest kanalist teise. Kuigi toruseina võib pidada täiendavaks soojustakistuseks, on soojusülekande efektiivsus torus endas, milles toimub aurustumis-kondensatsioonitsükkel, nii kõrge, et nendes soojusvahetites on võimalik taaskasutada kuni 70% heitsoojust. . Nende soojusvahetite üheks peamiseks eeliseks võrreldes vahesoojusvaheti ja pöörleva regeneraatoriga on nende töökindlus. Mitme toru rike vähendab vaid veidi soojusvaheti efektiivsust, kuid ei peata utiliseerimissüsteemi täielikult.
Sekundaarsete energiaressursside soojustagastusega seadmete mitmesuguste konstruktsioonilahendustega on igal neist järgmised elemendid:
· Keskkond on soojusenergia allikas;
· Keskkond on soojusenergia tarbija;
· Soojusvastuvõtja - soojusvaheti, mis võtab soojuse vastu allikast;
· Soojusülekandeseade - soojusvaheti, mis edastab soojusenergiat tarbijale;
· Tööaine, mis transpordib soojusenergiat allikast tarbijani.
Rekuperatiivsetes ja õhk-õhk (õhk-vedelik) rekuperatiivsetes soojusvahetites on tööaineks soojusvaheti ise.
Rakenduse näited.
1. Õhkküte õhkküttesüsteemides.
Õhusoojendid on mõeldud õhu kiireks soojendamiseks vesijahutusvedeliku abil ning selle ühtlaseks jaotamiseks ventilaatori ja juhtruloode abil. See on hea lahendus ehitus- ja tootmistsehhidesse, kus kiire kütmine ja mugava temperatuuri hoidmine on vajalik vaid tööajal (ahjud töötavad tavaliselt samal ajal).
2. Vee soojendamine sooja veevarustussüsteemis.
Soojustagastusega seadmete kasutamine võimaldab teil tasandada energiatarbimise tippe, kuna maksimaalne veetarbimine toimub vahetuse alguses ja lõpus.
3. Veeküte küttesüsteemis.
suletud süsteem
Jahutusvedelik ringleb suletud ringis. Seega puudub saastumise oht.
Avatud süsteem. Jahutusvedelikku soojendatakse kuuma gaasiga ja seejärel eraldatakse see tarbijale soojust.
4. Puhkeõhu soojendamine põlemiseks. Võimaldab vähendada kütusekulu 10-15%.
Arvestatud on, et katelde, ahjude ja kuivatite põletite töötamise ajal on kütuse kokkuhoiu põhireserviks heitgaaside soojuse ärakasutamine põletatud kütuse õhuga kuumutamisel. Suitsugaasidest soojuse taaskasutus on tehnoloogilistes protsessides väga oluline, kuna eelsoojendatud lõhkeõhu kujul ahju või katlasse tagastatav soojus võimaldab vähendada kütuse maagaasi kulu kuni 30%.
5. Põlemisele mineva kütuse kuumutamine "vedelik-vedelik" soojusvahetite abil. (Näide – kütteõli kuumutamine temperatuurini 100˚–120˚ С.)
6. Protsessivedeliku kuumutamine "vedelik-vedelik" soojusvahetite abil. (Näide – galvaanilise lahenduse soojendamine.)
Seega on soojusvaheti:
Tootmise energiatõhususe probleemi lahendamine;
Ökoloogilise olukorra normaliseerimine;
Mugavate tingimuste olemasolu teie tootmises - soojus, soe vesi haldus- ja olmeruumides;
Energiakulude vähendamine.
1. pilt.
Elamute energiatarbimise struktuur ja energiasäästupotentsiaal: 1 – ülekandesoojuskaod; 2 - soojuse tarbimine ventilatsiooniks; 3 - soojuse tarbimine sooja veevarustuseks; 4- energiasääst
Kasutatud kirjanduse loetelu.
1. Karadzhi VG, Moskovko Yu.G. Mõned ventilatsiooni- ja kütteseadmete tõhusa kasutamise omadused. Juhend – M., 2004
2. Eremkin A.I., Bõtsejev V.V. Kütte-, ventilatsiooni- ja kliimasüsteemide energiavarustuse ökonoomika. Ehitusülikoolide Liidu kirjastus M., 2008.
3. Skanavi A. V., Mahhov. L. M. Küte. Kirjastus DIA M., 2008
Kõigist keemiatööstuses tarbitavatest energialiikidest on esikohal soojusenergia. Soojuse kasutamise aste keemilis-tehnoloogilise protsessi ajal määratakse soojustõhususe järgi:
kus Q t ja Q CR on vastavalt reaktsioonile teoreetiliselt ja praktiliselt kulutatud soojushulk.
Sekundaarsete energiaressursside (jäätmete) kasutamine suurendab efektiivsust. Energiajäätmeid kasutatakse keemia- ja muudes tööstusharudes erinevate vajaduste rahuldamiseks.
Keemiatööstuses on eriti oluline reaktorist väljuvate reaktsiooniproduktide soojuse ärakasutamine samadesse reaktoritesse sisenevate materjalide eelkuumutamiseks. Sellist kütmist teostatakse seadmetes, mida nimetatakse regeneraatoriteks, rekuperaatoriteks ja heitsoojuskateldeks. Nad koguvad heitgaaside või toodete soojust ja annavad selle protsessidele.
Regeneraatorid on perioodiliselt töötavad kambrid, mis on täidetud tihendiga. Pideva protsessi jaoks on vaja vähemalt 2 regeneraatorit.
Kuum gaas läbib esmalt regeneraatori A, soojendab selle tihendit ja jahtub. Külm gaas läbib regeneraatori B ja seda soojendab eelnevalt kuumutatud tihend. Peale düüsi kuumutamist A-s ja jahutamist B-s suletakse siibrid jne.
Rekuperaatorites sisenevad reaktiivid soojusvahetisse, kus neid kuumutatakse reaktsiooniaparaadist väljuvate kuumade toodete soojuse toimel ja suunatakse seejärel reaktorisse. Soojusvahetus toimub läbi soojusvaheti torude seinte.
Heitsoojuskateldes kasutatakse heitgaaside ja reaktsiooniproduktide soojust auru tootmiseks.
Kuumad gaasid liiguvad läbi katla korpusesse paigutatud torude. Rõngastikus on vett. Saadud aur, mis läbib niiskuseraldajat, väljub katlast.
Metallurgia entsüklopeediline sõnaraamat. - M.: Intermet Engineering. Peatoimetaja N.P. Ljakišev. 2000 .
Vaadake, mis on "soojustagastus" teistes sõnaraamatutes:
Materjaliressursside taaskasutamine või tekkivate jäätmete hulga vähendamine, et oluliselt vähendada tooraine ja materjalide tarbimist, tootekulusid ning parandada tootmise efektiivsust. Koguse vähendamine...
- : Vaata ka: soojustagastusega jäätmete kõrvaldamine ... Metallurgia entsüklopeediline sõnaraamat
Gaasi- ja petrooleumimootorid- teha mehaanilisi töid, kasutades ära valgustusgaasi ja õhu segu või naftasaaduste (bensiin ja petrooleum) segu õhuga plahvatamisel tekkivat soojust. Töötatakse välja gaaside plahvatuse ajal, st kiirel põlemisel, soojuse ... ...
Pagari ahjud- jagunevad töötavateks perioodiliselt ja töötavateks pidevalt. Perioodiliselt töötavad ahjud on täiustatud või tavalised vene ahjud (vt tubade ja kollete ahjud); neis toimub lõkkekamber ja tegelik leivaküpsetamine samas kambris ja ... ... Entsüklopeediline sõnaraamat F.A. Brockhaus ja I.A. Efron
DISAIN- keemiline tootmine, keeruka tehnoloogia loomise protsess. tööde finantseerimise tagamiseks vajalikud dokumendid, ehituse tellimused. materjalide ja seadmete tootmine, ettevõtte ehitus, instrumentide ja seadmete paigaldus, selle käivitamine ja ... ... Keemia entsüklopeedia
aurulõks- Kondensaadipüüdurid on disainliitmikud, mis on mõeldud kondensaadi automaatseks ärajuhtimiseks. Kondensaat võib ilmneda soojusvahetitesse auruga tekkiva soojuskao tagajärjel ning torustike ja paigaldiste kuumutamisel, kui osa aurust ... ... Wikipedia
- (lat. recuperatio tagastuskviitung, tagastus) 1. Konkreetse tehnoloogilise protsessi läbiviimisel tarbitud energia või osa materjalist tagastamine, taaskasutamiseks samas protsessis. Jah, väärtuslik... Metallurgia entsüklopeediline sõnaraamat
Vaata soojustagastust... Metallurgia entsüklopeediline sõnaraamat
TAASTAMINE- (alates lat. recuperatio tagastuskviitung, tagastamine) 1. Energia või materjali osa tagastamine, tarbimine, konkreetse tehnoloogilise protsessi läbiviimisel, taaskasutamiseks samas protsessis. Jah, väärtuslik... Metallurgia sõnaraamat
REKUPERAAT- pindtüüpi soojusvaheti, milles soojuskandjatevaheline soojusülekanne toimub pidevalt läbi neid eraldava seina; Seda kasutatakse metallurgias ja muudes tööstusharudes, kus kasutatakse ära heitgaaside soojust ... Suur polütehniline entsüklopeedia
Raamatud
- Sisepõlemismootori heitgaaside soojuse kasutamine LPI turbiini abil, Cherkasova Marina. 1/3 sisepõlemismootori töötamise energiast kaob soojuse kujul koos heitgaasidega. Heitgaasid võivad käitada orgaanilisel Rankine tsüklil töötavaid mootoreid, ... Osta 5995 rubla eest
- Ventilatsiooni- ja küttesüsteemide projekteerimine. Õpik, Shumilov Rudolf Nikolaevich, Tolstova Julia Isaakovna, Boyarshinova Anna Nikolaevna. Käsiraamat sisaldab soovitusi erinevatel eesmärkidel ruumide õhuvahetuse ja kütte arvutamiseks ja korraldamiseks. Mikrokliima tagamise süsteemide projekteerimise põhitõed ja…
Sissejuhatus
Kirjandus
Sissejuhatus
Praegu on sekundaarsete energiaressursside kasutamisel olulised tagavarad.
VER-i kasutamise maksimeerimise ülesanne ei ole mitte ainult majandusliku, vaid ka sotsiaalse tähtsusega, kuna VER-i kasutamisega kaasnev kütusekulu vähenemine vähendab kahjulikke heitmeid ja keskkonnareostust.
VER-i ei saa käsitleda tasuta lisaenergiaallikana. Need on tingitud tehnoloogilise tootmise energeetilisest ebatäiuslikkusest, mistõttu on vaja püüda vähendada nende saagikust tänu kütuse täielikumale kasutamisele tehnoloogilises üksuses endas. See on soojustehnika tootmise efektiivsuse tõstmise põhiülesanne, VER-i kõige täielikum kasutamine nende protsesside vältimatu kaaslasena.
Ideaalse tootmise korralduse piiriks on materjalide ja energia osas jäätmevaba tehnoloogia loomine.
1. Sekundaarsete energiaressursside klassifikatsioon
Mustmetallurgia ettevõte tarbib suurel hulgal kütust, soojust ja elektrit. Koos nende tehnoloogiatega iseloomustab metallurgilist tootmist märkimisväärne sekundaarsete energiaressursside (SER) toodang.
Vastavalt energia tüübile jagunevad VER-id põlevateks (kütuseks), termilisteks ja liigrõhkudeks.
Põlev VER on tehnoloogiliste protsesside gaasilised kõrvalsaadused, mida saab kasutada energia- või protsessikütusena.
Thermal VER - põhi- ja kõrvalsaaduste, tehnoloogiliste üksuste heitgaaside, samuti nende elementide jahutussüsteemide füüsiline soojus.
VER ülerõhk - ülerõhuga tehnoloogilistest sõlmedest väljuvate gaaside potentsiaalne energia, mida saavad kasutada muud energialiigid.
2. VER-i liigid ja nende kasutusviisid
VER kandjad | Energiapotentsiaal | Kuidas kasutada |
|
| Gaasilised jäätmed | Madal kütteväärtus | Põletamine kütust kasutavates seadmetes | |
| Soojus | heitgaasid, valmistooted ja tootmisjäätmed, jahutusvedelikud jäätmed ja nendega seotud aur | entalpia | auru, sooja vee tootmine soojustagastusega jaamades soojusvajaduse katmine, elektri tootmine kondensatsiooni- või koostootmisturbiinplokis |
ülerõhk | survestatud gaasid | isentroopiline paisutustöö | elektri tootmine gaasikasutusturbiiniplokis |
VER väljund – protsessiüksuses genereeritud VER kogus.
VER väljund põlevmaterjalidele: q mäed = m Qr;
termiline: qт =mі;
ülerõhu VER puhul: qi = ml;
kus q on vastava VER väljund, m on energiakandja eri- või tunnikogus, Qр on alumine kütteväärtus, i -
energiakandja entalpia, l on gaaside isentroopse paisumise töö.
Mustmetallurgia põleva VER-i omadused:
Kõrgahjugaas tekib kõrgahjudes raua sulatamisel. Selle saagis ja keemiline koostis sõltuvad laengu ja kütuse omadustest, ahju töörežiimist ja protsessi intensiivistamise meetoditest. Lämmastiku ja süsinikdioksiidi mittesüttivate komponentide osakaal kõrgahjugaasis on 70%. Kõrgahjugaasi põletamisel on põlemisproduktide maksimaalne temperatuur 1487 C. Ahju väljalaskeava juures on gaas saastunud suitsulõõriga. Kõrgahjugaasi on võimalik kütusena kasutada alles pärast selle puhastamist.
Ferrosulamigaas – tekib ferrosulamite sulatamisel maagi redutseerimisahjudes. Vesiniksulfiidi ja vääveloksiidi (4) kogusisaldus vääveloksiidina (4) ei tohiks ületada 1 g/m3.
Konverteri gaas – tekib terase sulatamisel hapnikukonverterites. Gaas koosneb peamiselt süsinikmonooksiidist. Konverteri gaasi kasutatakse VER-i kütusena ilma järelpõletuseta.
Väärtuslik tehnoloogiline ja energeetiline kütus.
Koksigaas – tekib kivisöelaengu koksimisel. Mustmetallurgias kasutatakse seda kütusena pärast keemiatoodete kaevandamist. Koksiahju gaasi komponendid: vesinik, hapnik, metaan, lämmastik, süsinikdioksiid ja süsinikmonooksiid.
Termilise VER omadused.
Valmistoote füüsikaline soojus räbust.
Ahjudest ja metallurgia tootmisüksustest väljub valmistoode ja räbu kõrgel temperatuuril. Mõnel juhul on see kuumus VER. Vedelraua soojust kasutatakse järgmistes etappides (lahtise koldega ahjud, hapnikumuundurid).
Valtsimises kasutatakse vedela terase soojust valuplokkide kuumkivinemise tõttu. Sekundaarsete gaaside füüsikaline soojus.
Koksiahju gaasi füüsilise soojuse kasutamine on võimalik pärast keemilist puhastust. Konverteri gaasidel on kõrgeim temperatuur.
Ahjude heitgaasid koosnevad kütuse põlemisproduktidest ja tehnoloogilises protsessis toimuvate keemiliste reaktsioonide gaasilistest komponentidest. Termilised WER-id hõlmavad energiakandjaid auru, kuuma vee ja ventilatsiooniheitmete kujul.
3. Kütusesäästlikkus heitgaaside soojuse kasutamisel
Heitgaaside füüsilise soojuse kasutamine toimub kolme skeemi järgi: tehnoloogiline (suletud ja avatud), energeetiline ja kombineeritud.
Tehnoloogiline skeem näeb ette selle soojuse kasutamise tehnoloogiliste protsesside jaoks reeglina samas soojustehnoloogilises paigaldises. Selle skeemi järgi kuumutatakse õhku ja mõnel juhul ka gaaskütuseid, ahjus töödeldavat materjali eelkuumutatakse või mõnda selles protsessis kasutatavat laengumaterjali töödeldakse keemiliselt ja termiliselt. Maagaasiga ahjude kütmisel on tehnoloogilises skeemis ka soojuse termokeemiline taaskasutamine metaani muundamiseks kasutatavatest heitgaasidest. Kirjeldatud skeemid on suletud, need tagavad kütusesäästu protsessiüksuses endas (joonis 1). Suitsugaaside soojust saab kasutada ka mõnes teises ahjupaigaldises, mille protsessi temperatuuritase on madalam. Selline vooluahel on avatud (joonis 2). Sellisel juhul hoitakse kütust kokku paigaldises, mis kasutab heitgaaside soojust. Samuti on võimalik järjepidevalt soojust kasutada peamiselt madala temperatuuriga seadmetes.
Joonis 1. Suletud tehnoloogilised skeemid heitgaaside soojuse kasutamiseks: a - õhukütteks; b - materjali eelsoojendamiseks; 1 - ahi; 2 - gaaside eemaldamine ahjust; 3 - rekuperaator; 4 - õhuvarustus rekuperaatorisse; 5 - suitsu eemaldamine: 6 - õhu juurdevool ahju; 7 - ahju kütusevarustus; 8 - materjali väljastamine; 9 - kuumutatud materjali tarnimine ahju; 10 - külma materjali tarnimine.
Joonis 2. Avatud ahela tehnoloogiline skeem heitgaaside soojuse kasutamiseks: 1 - ahi; 2 - kütusevarustus; 3 - õhuvarustus; 4 - materjalivarustus; 5 - gaaside eemaldamine ahjust: 6 - teise etapi tehnoloogiline paigaldus; 7 - gaaside eemaldamine teise etapi paigaldusest; 8 - materjali väljastamine.
Suletud tehnoloogilise skeemi kasutamine suurendab kütusekasutuse efektiivsust tehnoloogilises üksuses, s.o. vähendab VER väljundit.
Energiaskeem näeb ette heitgaaside soojuse kasutamise elektrijaamades mis tahes energiakandjate (soojus, elekter, külm jne) tootmiseks. Võimalik on järjestikku paigutada mitu soojust kasutavat paigaldist, näiteks heitsoojusboilerid ja ökonomaiserid võrgu vee soojendamiseks. Seega on energiaskeem avatud ja võimaldab säästa VER-tehnoloogiasõlme kasutamise kaudu vastavat tüüpi ja koguste energiakandjate tootmiseks kuluvat kütust (joonis 3).
Kombineeritud skeem ühendab tehnoloogilisi ja energiaskeeme ning tagab nii VER-i väljundi vähendamise kui ka nende tõhusama kasutamise (joonis 4).
Igal skeemil on eelised ja puudused. Nende võrdlemise põhikriteeriumiks on saavutatud kütusesäästlikkus. See kriteerium ei anna aga veel alust skeemide lõplikuks hindamiseks. Siin on vajalik tehniline ja majanduslik arvutus, võttes arvesse kapitali- ja tegevuskulusid, heitgaaside soojusest saadavate energiakandjate tarbimise jätkusuutlikkust jne.
Joonis 3. Energiaskeemid heitgaaside soojuse kasutamiseks: a - auru tootmiseks; b - auru ja kuuma vee tootmiseks; 1 - ahi; 2 - õhuvarustus; 3 - kütusevarustus; 4 - gaaside eemaldamine ahjust; 5 - KÜ; 6 - auru eemaldamine KÜ-st; 7 - suitsu eemaldamine KÜ-st; 8 - toitevee tarnimine CU-sse; 9 - võrgu veesoojendi; 10 - veevarustus kütteseadmesse; 11 - kuuma vee väljalaskeava.
Joonis 4. Kombineeritud skeem heitgaaside soojuse kasutamiseks: 1 - ahi; 2 - gaaside eemaldamine ahjust; 3 - rekuperaator; 4 - õhuvarustus rekuperaatorisse; 5 - suitsu eemaldamine soojusvahetist; 6 - auru eemaldamine KÜ-st; 7 - KÜ; 8 - toitevee tarnimine CU-sse; S - õhu juurdevool ahju; 10 - kütuse tarnimine ahju.
4. Kütuse- ja energiakompleksi sekundaarsed energiaressursid
Maailma söetoodang on 2025 miljonit tonni aastas (4033 kaevandust). Sel juhul tekib umbes 6 miljardit tonni tahkeid, vedelaid ja gaasilisi jäätmeid, mis on umbes 3 tonni jäätmeid 1 tonni kivisöe kohta (millest 2,5 tonni aherainet). Maa-aluses söekaevandamises on kaevandustest maapinnale väljuva kivimi eritoodang ca 0,3 tonni 1 tonni kaevandatud söe kohta. Tegelikult moodustab söetööstuses põlev mass vaid 20% kivimi massist. Söe osakaal elektritootmises on 37% (1980).
Põlevkivi pole vähem tähtis kui kivisüsi. Ligikaudu 40% põlevkivist kaevandatakse lahtisest ja 60% kaevandustest.
Põlevkivi kaevandamise ja rikastamise jäätmed koosnevad kattekivimitest, rikastamisjäätmetest.
Välja on töötatud põlevkivi töötlemise projekt (Rootsi), mis näeb ette 6 miljoni tonni põlevkivi kaevandamist aastas ja 1300 tonni uraani tootmist aastas. Põlevkivi töötlemise skeem näeb ette esmase purustamise, rikastamise raskes keskkonnas lubjakivi eemaldamiseks, põlevkivi töötlemist väävelhappega trummelaparaadis, töödeldud materjali eksponeerimist hunnikutes, vastuvoolu leostamist väävelhappega imbmeetodil (79% eemaldamine). uraani), lahuse filtreerimine, uraani ekstraheerimine sellest orgaanilise lahustiga, eemaldamine naatrium- või ammooniumkarbonaadi lahusega ja uraanikontsentraadi sadestamine. Leojääk segatakse lubjakiviga ja suunatakse prügimäele.
Põlevkivi töötlemise tehnoloogia täiustamise edasised etapid:
orgaanilise materjali energiakasutus põletamise või gaasistamise teel;
põlevkivist alumiiniumi tootmise tehnoloogia arendamine;
värviliste metallide täielik kompleksne ekstraheerimine.
Tööstusettevõtete gaasiheitmed kui VER.
Energeetika, metallurgia, transpordi, keemia ja naftakeemia areng toob kaasa oksüdatsiooniprotsessis toorainena kasutatava õhu kiiresti kasvava tarbimise. Keemia-, naftakeemia-, toiduaine-, farmaatsia- ja mitmete muude tööstusharude ettevõtted tarbivad suures koguses puhast õhku ning eraldavad tohutul hulgal hapnikku sisaldavaid heitgaase ja saastunud ventilatsiooniõhku.
Paljutõotav meetod on õhu puhastamine mikrolisanditest – energia- ja keemiliste komplekside kombinatsioon. Vaatleme võimalusi nende protsesside kombineerimiseks, kasutades oksüdeeriva ainena tööstusettevõtete heitõhku, näiteks katelde ahjude õhku. Sel juhul on tagatud odav saastunud õhu puhastamine mürgistest lisanditest ja puudub vajadus kütuse oksüdeerimiseks tarbida puhast õhku.
Kirjandus
1. Laskorin B.N. Mineraalsete toorainete raiskamise tehnoloogia. - M.: "Nedra", 2004. - 334s.
2. Rosengart Yu.I. Mustmetallurgia sekundaarsed energiaressursid ja nende kasutamine. - K .: "Kõrgkool", 2008. - 328.
3. Richter L.A. Vee- ja õhubasseinide kaitse TPP heitkoguste eest. Neporožnõi toimetuse all. - M.: "Energoizdat", 2001. - 296s.
4. Sigal I.Ya. Õhubasseini kaitse kütuse põlemisel. - L .: "Nedra", 1987. - 294s.
5. Tolochko A.I. Keskkonna kaitsmine mustmetallurgia ettevõtete heitkoguste eest. - M.: "Metallurgia" 2001. - 95ndad.
Soojuse maksumus sissepuhkeõhu sanitaarnormi soojendamiseks elamute välispiirete soojuskaitse kaasaegsete meetoditega moodustab kuni 80% kütteseadmete soojuskoormusest ning avalikes ja haldushoonetes - üle 90%. Seetõttu saab tänapäevastes hooneprojektides energiasäästlikke küttesüsteeme luua ainult tingimusel
väljatõmbeõhu soojuse kasutamine sissepuhkeõhu sanitaarstandardi soojendamiseks.
Edukas on ka vahepealse jahutusvedeliku - antifriisi pumba tsirkulatsiooniga ringlussevõtuseadme kasutamise kogemus Moskvas asuvas administratiivhoones.
Kui toite- ja väljalaskeseadmed asuvad üksteisest kaugemal kui 30 m, on antifriisi pumbaga tsirkulatsiooniga kõrvaldamissüsteem kõige ratsionaalsem ja ökonoomsem. Kui need asuvad kõrvuti, on võimalik veelgi tõhusam lahendus. Nii et pehmete talvedega kliimapiirkondades, kus välistemperatuur ei lange alla -7 ° C, kasutatakse laialdaselt plaatsoojusvahetiid.
Joonisel fig. 1 on kujutatud plaatrekuperatiivse (soojusülekanne toimub eraldusseina kaudu) soojustagastusega soojusvaheti konstruktsiooniskeem. Siin (joon. 1, a) on kujutatud plaatkanalitest kokkupandud “õhk-õhk” soojusvaheti, mis võib olla valmistatud õhukesest tsingitud terasest, alumiiniumist jne.
1. pilt.a - plaatkanalid, milles kanalite vaheseinte ülalt siseneb väljatõmbeõhk L y ja horisontaalne sissepuhkeõhk L p.n.; b - torukujulised kanalid, milles väljatõmbeõhk L y läbib ülalt torudes ja sissepuhkeõhk horisontaalselt rõngakujulises ruumis L p.n.
Lamellkanalid on ümbritsetud äärikutega kestaga ühendamiseks sissepuhke- ja väljatõmbeõhukanalitega.
Joonisel fig. 1b kujutab "õhk-õhk" soojusvahetit, mis on valmistatud torukujulistest elementidest, mis võivad olla valmistatud ka alumiiniumist, tsingitud terasest, plastist, klaasist jne. Torud on fikseeritud ülemise ja alumise toru lehtedesse, mis moodustavad kanalid väljatõmbeõhu läbimine. Külgseinad ja toruplekid moodustavad soojusvaheti karkassi, avatud fassaadiosadega, mis on ühendatud sissepuhkeõhukanaliga L a.s.
Tänu kanalite arenenud pinnale ja õhuturbuliseerivate düüside paigutusele neis saavutatakse sellistes „õhk-õhk“ soojusvahetites kõrge termiline kasutegur θ t bp (kuni 0,75) ja see on Selliste seadmete peamine eelis.
Nende rekuperaatorite puuduseks on vajadus eelsoojendada elektrisoojendite sissepuhkeõhku temperatuurini, mis ei ole madalam kui -7 °C (et vältida kondensaadi külmumist niiske väljatõmbeõhu poolel).
Joonisel fig. 2 on toodud plaatväljatõmbeõhu soojusvahetiga L y sissepuhke-väljatõmbeseadme ehitusskeem sissepuhkevälisõhu soojendamiseks L a.s. Toite- ja väljalaskeseadmed on valmistatud ühes korpuses. Filtrid 1 ja 4 paigaldatakse esmalt toitevälis L p.n sisendisse ja õhu lähedusse eemaldatud väljatõmbe L. Nii toite 5 kui ka väljatõmbe 6 ventilaatori tööst tulenev puhastatud õhuvool läbib plaatsoojusvahetit 2, kus soojendatud väljatõmbeõhu energia L y kantakse külma toitetorusse L b.s.
Joonis 2. Plaatsoojusvahetiga toite- ja väljatõmbeseadmete konstruktsiooniskeem, millel on sissepuhkeõhu jaoks möödaviigu kanal:1 - õhufilter toiteplokis; 2 - plaatkasutussoojusvaheti; 3 - äärik väljatõmbeõhu sissevõtu õhutee ühendamiseks; 4 - taskufilter väljatõmbeõhu puhastamiseks L y; 5 - toiteventilaator elektrimootoriga ühel raamil; 6 - väljatõmbeventilaator elektrimootoriga ühel raamil; 7 - kaubaalus, mis kogub väljatõmbeõhu läbipääsukanalitest kondenseerunud niiskust; 8 - kondensaadi äravoolutorustik; 9 - möödaviigu õhukanal sissepuhkeõhu läbimiseks L p.n.; 10 - õhuklappide automaatne ajam möödavoolukanalis; 11 - kütteseade sissepuhkeõhu soojendamiseks, toidetakse kuuma veega
Väljatõmbeõhk on reeglina kõrge niiskusesisaldusega ja kastepunkti temperatuuriga vähemalt +4 °C. Kui soojusvaheti 2 kanalitesse siseneb külm välisõhk, mille temperatuur on alla +4 °C, tekib vaheseintele temperatuur, mille juures veeaur kondenseerub kanalite pinna osale suunalt eemaldatava väljatõmbeõhu liikumine.
Saadud kondensaat voolab õhuvoolu L y mõjul intensiivselt kaussi 7, kust see juhitakse harutoruga 8 ühendatud torustiku kaudu kanalisatsiooni (või akumulatsioonipaaki).
Plaatsoojusvahetit iseloomustab järgmine võrrand välisõhu sissepuhkeõhu ülekantud soojuse soojusbilansi kohta:
kus Q tu on sissepuhkeõhu poolt kasutatud soojusenergia; L y, L p.n - soojendusega väljatõmbe- ja välisõhu sissepuhke kulud, m 3 / h; ρ y, ρ p.n - kuumutatud heitgaasi ja välisõhu sissepuhkeõhu eritihedused, kg / m 3; I y 1 ja I y 2 - kuumutatud väljatõmbeõhu alg- ja lõppentalpia, kJ/kg; t n1 ja t n2, s p - välise sissepuhkeõhu alg- ja lõpptemperatuur, ° С ja soojusmahtuvus, kJ / (kg · ° С).
Välisõhu madalatel algtemperatuuridel t n.x ≈ t n1 kanalite vaheseintel ei jõua väljatõmbeõhust välja langev kondensaat kastrulisse 7 voolata, vaid külmub seintele, mis viib vooluala ahenemine ja aerodünaamilise takistuse suurendamine väljatõmbeõhu läbipääsule. Seda aerodünaamilise takistuse suurenemist tajub andur, mis saadab ajamile 10 käsu avada möödaviigukanalis (möödaviik) 9 olevad õhuklapid.
Plaatsoojusvahetite testid Venemaa kliimas on näidanud, et kui välisõhu temperatuur langeb t n.x ≈ t n1 ≈ -15 ° С, on möödaviigu 9 õhuklapid täielikult avatud ja kogu sissepuhkeõhk L p.n läbib soojusvaheti plaatkanalid 2.
Värske õhu soojendamine L p.n alates t n.x kuni t p.n. Selles režiimis on võrrandi (9.10) järgi arvutatud Q tu võrdne nulliga, kuna ühendatud soojusvahetit 2 läbib ainult väljatõmbeõhk ja I y 1 ≈ I y 2, s.o. soojustagastust ei toimu.
Teine meetod kondensaadi külmumise vältimiseks soojusvaheti 2 kanalites on sissepuhkeõhu elektriline eelsoojendus alates t n.x kuni t n1 = -7 °C. Moskva kliimas aasta külma perioodi projekteerimistingimustes tuleb elektrikerises külma sissepuhkeõhku soojendada ∆t t.el = t n1 - t n.x = -7 + 26 = 19 °С. Sissepuhkevälisõhu soojendamine temperatuuril θ t p.n = 0,7 ja t y1 = 24 °С on t p.n = 0,7 (24 + 7) - 7 = 14,7 °С või ∆t t.u \u003d 14,7 + 7 \u003d 21.
Arvutus näitab, et selles režiimis on küte soojusvahetis ja kütteseadmes praktiliselt sama. Möödaviigu või elektrilise eelsoojenduse kasutamine vähendab oluliselt plaatsoojusvahetite soojuslikku efektiivsust sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteemides Venemaa kliimas.
Selle puuduse kõrvaldamiseks on kodumaised spetsialistid välja töötanud originaalse meetodi plaatsoojusvahetite perioodiliseks kiireks sulatamiseks väljatõmmatava väljatõmbeõhu soojendamise teel, mis tagab seadmete töökindla ja energiasäästliku aastaringse töö.
Joonisel fig. Joonisel 3 on kujutatud väljatõmbeõhu X soojuse taaskasutamise seadme skemaatiline diagramm sissepuhkevälisõhu soojendamiseks L p.n. koos kanalite 2 külmumise kiire eemaldamisega, et parandada väljatõmbeõhu läbimist läbi plaatsoojusvaheti 1.
Õhukanalid 3 soojusvaheti 1 on ühendatud välisõhu sissepuhketeega L p.n ja õhukanalid 4 eemaldatud väljatõmbeõhu läbipääsu teega L y.
Joonis 3. Plaatsoojusvaheti kasutamise skemaatiline diagramm Venemaa kliimas: 1 - plaatsoojusvaheti; 2 - lamellkanalid külma sissepuhke välisõhu L p.n. ja sooja väljatõmbeõhu L y läbipääsuks; 3 - ühendavad õhukanalid värske õhu läbimiseks L p.n.; 4 - ühendavad õhukanalid eemaldatud väljatõmbeõhu L y läbipääsuks; 5 - kütteseade väljatõmbeõhuvoolus L y plaatsoojusvaheti kanalite 2 sisselaskeava juures 1.6 - kuumaveevarustustorustiku automaatventiil G w g; 7 - elektriühendus; 8 - andur õhuvoolu takistuse juhtimiseks kanalites 2 väljatõmbeõhu läbimiseks L y; 9 - kondensaadi äravool
Sissepuhkevälisõhu madalatel temperatuuridel (t n1 = t n. x ≤ 7 °С) kandub väljatõmbeõhu soojus täielikult läbi plaadikanalite 2 seinte soojusbilansi võrrandile vastavaks soojuseks [vt. . Vormel 1)]. Väljatõmbeõhu temperatuuri langus toimub lamellkanalite seintele rohke niiskuse kondenseerumisega. Osa kondensaadist jõuab kanalitest 2 välja voolata ja see eemaldatakse torujuhtme 9 kaudu kanalisatsiooni (või mahutisse). Suurem osa kondensaadist jäätub aga kanalite seintele 2. See põhjustab anduriga 8 mõõdetud väljatõmbeõhuvoolu rõhulanguse ∆Р у suurenemise.
Kui ∆Р y tõuseb seatud väärtuseni, saadetakse andurilt 8 juhtmeühenduse 7 kaudu käsk avada torujuhtme automaatventiil 6 kuuma vee G w g varustamiseks õhku paigaldatud küttekeha 5 torudesse. kanal 4 eemaldatud väljatõmbeõhu sisselaskmiseks plaatsoojusvahetisse 1. Avatud automaatventiili 6 korral siseneb küttekeha 5 torudesse kuum vesi G w g, mis põhjustab väljatõmbeõhu temperatuuri tõusu t y 1 kuni 45-60 ° С.
Kõrge temperatuuriga eemaldatud õhu kanaleid 2 läbides toimub härmatise kanalite seintelt kiire sulamine ja tekkiv kondensaat voolab torustiku 9 kaudu kanalisatsiooni (või kondensaadi mahutisse) .
Pärast jäätumise sulatamist väheneb rõhkude erinevus kanalites 2 ja andur 8 saadab ühenduse 7 kaudu käsu klapi 6 sulgemiseks ning sooja vee tarnimine küttekehasse 5 peatub.
Mõelge soojuse taaskasutamise protsessile I-d diagrammil, mis on näidatud joonisel fig. 4.
Joonis 4 Plaatsoojusvahetiga utiliseerimistehase Moskva kliimas töörežiimi I-d-diagrammil ehitamine ja selle sulatamine uuel meetodil (vastavalt skeemile joonisel 3). U 1 -U 2 - väljatõmbeõhust soojuse eraldamise projekteerimisrežiim; H 1 - H 2 - küte taaskasutatud soojusega sisendvälisõhuga projekteerimisrežiimis; U 1 - U alla 1 - väljatõmbeõhu soojendamine sulatusrežiimis lamellkanalite jäätumisest eemaldatud õhu läbilaskmiseks; Y 1. aeg - eemaldatud õhu esialgsed parameetrid pärast soojuse vabanemist jää sulatamiseks lamellkanalite seintel; H 1 -H 2 - sissepuhkeõhu soojendamine plaatsoojusvaheti sulatusrežiimis
Hindame plaatsoojusvahetite sulatamise meetodi (vastavalt joonisel 3 olevale skeemile) mõju heitõhu soojustagastuse režiimide soojustõhususele järgmise näite abil.
NÄIDE 1. Algtingimused: Suures Moskva (t h.x = -26 °С) tööstus- ja administratiivhoones paigaldati toiteallikasse rekuperatiivsel plaatsoojusvahetil põhinev soojustagastusega agregaat (HTU) (indikaatoriga θ t p.n = 0,7). ja väljatõmbeventilatsioonisüsteem). Jahutusprotsessi käigus eemaldatava väljatõmbeõhu maht ja parameetrid on järgmised: L y \u003d 9000 m 3 / h, t y1 \u003d 24 ° C, I y 1 \u003d 40 kJ / kg, t r. y1 \u003d 7 ° C, d y1 \u003d 6, 2 g/kg (vt konstruktsiooni I-d diagrammil joonisel 4). Tarnitava välisõhu voolukiirus L p.n = 10 000 m 3 / h. Soojusvaheti sulatatakse, tõstes perioodiliselt väljatõmbeõhu temperatuuri, nagu on näidatud joonisel fig. 3.
Nõutav: Soojustagastusega režiimide termilise kasuteguri kindlaksmääramiseks, kasutades uut meetodit aparaadiplaatide perioodiliseks sulatamiseks.
Lahendus: 1. Arvutage kasuliku soojusega soojendatava sissepuhkeõhu temperatuur aasta külma perioodi arvestustingimustes t n.x = t n1 = -26 °С:
2. Arvutame ära kasutatud soojuse koguse regenereerimisseadme esimese töötunni kohta, mil plaadikanalite külmumine ei mõjutanud soojusefektiivsust, kuid suurendas aerodünaamilist takistust väljatõmbeõhu läbilaskekanalites:
3. Pärast TUU tunnist töötamist arvestuslikes talvetingimustes kogunes kanalite seintele härmatiskiht, mis põhjustas aerodünaamilise takistuse ∆Р у suurenemise. Teeme kindlaks võimaliku jääkoguse kanalite seintel väljatõmbeõhu liikumiseks läbi tunni jooksul moodustunud plaatsoojusvaheti. Soojusbilansi võrrandist (1) arvutame jahutatud ja kuivatatud väljatõmbeõhu entalpia:
Vaadeldava näite puhul saame valemi (2) kohaselt:
Joonisel fig. 4 on kujutatud sissepuhkeõhu soojendamise režiimide konstruktsioon I-d-diagrammil (protsess H 1 - H 2) väljatõmbeõhust regenereeritud soojusega (protsess Y 1 - Y 2). Joonistades I-d-diagrammile, saadi jahutatud ja kuivatatud väljatõmbeõhu ülejäänud parameetrid (vt punkt U 2): t y2 \u003d -6,5 ° C, d y2 \u003d 2,2 g / kg.
4. Väljatõmbeõhust välja langenud kondensaadi kogus arvutatakse järgmise valemi abil:
Valemi (4) abil arvutame jäätemperatuuri alandamiseks kulutatud külma koguse: Q = 45 4,2 6,5 / 3,6 = 341 W h Jää tekkele kulub järgmine kogus külma:
Plaatsoojusvahetite eralduspinnal jää moodustamiseks kulutatud energia kogusumma on:
6. I-d diagrammil olevast konstruktsioonist (joonis 4) on näha, et vastuvoolu liikumisel piki toitetoru L p.n ja väljalaske L plaatkanaleid voolab õhk plaatsoojusvaheti sisselaskeava juures, kõige külmem väljas. õhk läbib negatiivse temperatuurini jahutatud väljatõmbeõhku. Plaatsoojusvaheti selles osas täheldatakse intensiivseid härmatise ja härmatise teket, mis blokeerivad väljatõmbeõhu läbipääsu kanalid. See põhjustab aerodünaamilise takistuse suurenemist.
Samal ajal annab juhtandur käsu avada automaatventiil soojusvaheti torude kuuma vee varustamiseks, mis on paigaldatud väljatõmbeõhukanalisse kuni plaatsoojusvahetini, mis tagab väljalaske soojendamise. õhku temperatuurini t.sub.1 = +50 °C.
Kuuma õhu vool lamellkanalitesse tagas külmunud kondensaadi sulatamise 10 minutiga, mis juhitakse vedelal kujul kanalisatsiooni (akumulatsioonipaaki). 10 minuti jooksul väljatõmbeõhu soojendamiseks kulutati järgmine kogus soojust:
või valemiga (5) saame:
7. Küttekehas 5 (joonis 3) antav soojus kulub osaliselt jää sulamisele, mis vastavalt lõikes 5 toodud arvutustele vajab Q t.ras = 4,53 kWh soojust. Soojuse ülekandmiseks sissepuhkeõhule kütteseadmes 5 väljatõmbeõhu soojendamiseks kulutatud soojusest jääb alles järgmine soojus:
8. Kuumutatud väljatõmbeõhu temperatuur pärast osa soojuse tarbimist sulatamiseks arvutatakse järgmise valemiga:
Vaadeldava näite puhul saame valemi (6) kohaselt:
9. Kütteseadmes 5 soojendatav heitõhk (vt joonis 3) aitab kaasa mitte ainult kondensaadi jäätumise sulatamisele, vaid ka soojusülekande suurenemisele lamellkanalite vaheseinte kaudu sissepuhkeõhule. Arvutage soojendatava sissepuhkeõhu temperatuur:
10. Sissepuhkeõhu soojendamiseks ülekantud soojushulk 10 minuti jooksul sulatamise ajal arvutatakse järgmise valemiga:
Vaadeldava režiimi jaoks saame vastavalt valemile (8):
Arvutus näitab, et vaadeldaval sulatusrežiimil soojuskadusid ei esine, kuna osa väljatõmbeõhu küttesoojust Q t.u = 12,57 kWh kantakse üle sissepuhkeõhu lisaküttele L p.n temperatuurini t n2.raz = 20 ,8 °С, t н2 = +9 °С asemel, kui kasutatakse ainult väljatõmbeõhu soojust temperatuuriga t у1 = +24 °С (vt punkt 1).