Рациональное использование энергии
В химических производствах, потребляющих большие количества энергии, энергетические затраты влияют на технико-экономические показатели процессов. Критерием экономичного использования энергии является коэффициент использования энергии.
Коэффициентом использования энергии называется отношение количества энергии, которое теоретически требуется затратить на получение весовой (или объемной) единицы продукта, к количеству практически затраченной энергии. Во многих производствах эти коэффициенты очень низки, что свидетельствует о непроизводительном расходовании энергии. Ограниченность энергетических ресурсов, в ряде случаев высокая стоимость энергии ставят задачу экономного и рационального ее использования.
На химических предприятиях из всех видов потребляемой энергии первое место принадлежит тепловой энергии.
Степень использования тепла в химико-технологическом процессе выражается тепловым коэффициентом полезного действия, под которым понимается отношение количества тепла, использованного непосредственно на осуществление основных химических реакций, к общему количеству затраченного тепла. Тепловой КПД является частным случаем коэффициента использования энергии. К сожалению, в химических процессах большое количество тепла теряется с удаляемыми из аппаратов продуктами реакции, отходящими газами и в окружающую среду.
Например, в печи для обжига известняка тепло, получаемое от сгорания топлива и внесенное с шихтой, расходуется: 1) на испарение влаги; 2) на разложение карбонатов;
3) с отходящими газами; 4) с выгружаемой известью; 5) через стенки печи в окружающую среду. Вторая статья расхода, характеризующая полезное использование тепла, составляет 64-65% от всего затраченного тепла, т.е. Т=64-65 %. С отходящими газами теряется
18-20 %, с выгружаемой известью 2-5 % и в окружающую среду 5-6 % тепла. В ряде случаев потери тепла с продуктами реакции значительно больше.
Тепло продуктов реакции или отходящих газов (вторичные энергетические ресурсы) можно использовать для предварительного нагрева материалов, поступающих в реакционный аппарат. Тепловые потери в окружающую среду уменьшают, во-первых, тепловой изоляцией аппаратуры и, во-вторых, конструктивное оформление и габариты аппаратуры выбирают так, чтобы иметь минимальную поверхность теплоотдачи в окружающую среду.
При рациональном использовании тепловой энергии экономятся огромные количества топлива. Следует подчеркнуть, что нельзя рассматривать топливо в современных условиях только как источник тепловой энергии. Уголь, торф, сланцы, нефть, природные газы являются ценнейшим и важнейшим сырьем химической промышленности. Задача заключается в комплексном энерго-химическом использовании топлива и как сырья для химической промышленности, и как источника получения энергии. Таким образом, решение проблем рационального использования энергии, уменьшения потерь тепла в окружающую среду и использование так называемых вторичных ресурсов имеет большое значение.