2023 № 1 Інтегровані технології та енергозбереження
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/68834
Переглянути
Документ Теплова інтеграція потоків процесу розділення гетероазеотропної суміші фурфурол-вода на двох відгінних колонах(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бабак, Тетяна Геннадіївна ; Биканов, Сергій Миколайович ; Горбунов, Костянтин Олександрович ; Пономаренко, Євгенія Дмитрівна ; Соловей, Людмила ВалентинівнаПроцес ректифікації азеотропних сумішей має місце в багатьох галузях хімічної промисловості. Цей процес потребує значних енерговитрат, як на підігрів та випаровування технологічних потоків, так і на конденсування пари та охолодження продуктів. Витрати зовнішньої енергії суттєво залежать від засобів організації процесів розділення. Пінч-аналіз є одним з сучасних методів проектування хіміко-технологічних систем з метою оптимального використання зовнішніх джерел енергії шляхом максимальної теплової інтеграції технологічних потоків системи, враховуючи обмеження конкретного виробництва, вимоги екологічної безпеки та захисту довкілля. В даній роботі розглядається теплова інтеграція процесів розділення гетероазеотропної суміші фурфурол-вода на двох колонах, в кожній з яких легкокиплячим є азеоптроп, а низькокиплячим – один з компонентів. Було розраховано тепловий та матеріальний баланс ректифікаційної установки та сформовано таблицю даних потоків, тобто проведено екстракцію даних хімікотехнологічної системи. Серед загальної множини теплових потоків було обрано підмножину для інтеграції. Для обраних теплових потоків, що підлягають тепловій інтеграції, було побудовано складені криві та проаналізовано їх взаємне розташування на температурноентальпійній діаграмі. Цей аналіз показав, що для визначеного значення мінімальної температурної різниці в теплообмінному обладнанні Тmin, отримуємо порогову задачу. Проблему було сформульовано для значення Тmin, трохи меншого, ніж порогове значення, що привело до невеликого збільшення споживання зовнішніх енергоносіїв. Було розглянуто опції подальшого удосконалення мережі теплообмінників та було виявлено наявність циклу через псевдопінч, що дало змогу прибрати теплообмінник з низьким навантаженням та перерозподілити це навантаження на інші. Відновлення Тmin в даному випадку неможливе, бо маємо жорсткі умови по відсутності гарячих утиліт. Продемонстрована значна економія витрат потужності зовнішніх утиліт. Для модернізації було підібране сучасне теплообмінне обладнання фірми Alfa Laval на усі позиції, що потребується.Документ Інтеграція роботи теплоенергетичної установки(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Селіхов, Юрій Анатолійович ; Горбунов, Костянтин ОлександровичОсновним мотивом прискореного розвитку відновлюваної енергетики в Європі, США та багатьох інших країнах є прагнення держав до енергетичної незалежності та екологічної безпеки. Поштовхом до використання нових технологій у застосуванні енергії нетрадиційних джерел послужили два фактори: енергетична криза початку 70-х років та підвищення вимог до охорони навколишнього середовища. Досвід, накопичений різними країнами у використанні електричних нагрівників, теплових насосів та вітроелектрогенераторів, демонструє високі можливості простого перетворення цих видів енергії на теплову енергію та електроенергію, які можуть успішно використовуватися для постачання: електроенергії, гарячою води, гарячого повітря, опалення у приміщеннях державних та приватних будівель, а також забезпеченню різноманітних технологічних та побутових потреб не тільки в різних галузях промисловості, а й у тому числі на підприємствах агропромислового комплексу України. У цій роботі авторами пропонується розроблена та впроваджена вдосконалена автоматизована теплоенергетична установка для постачання: електроенергією, гарячою водою, гарячим повітрям та опаленням приватного домоволодіння. Для вирішення вищевказаних завдань була розроблена схема попереднього нагріву теплоносія за рахунок застосування: електричного водонагрівника з тепловою потужністю 54 кВт, теплового насоса та вітроелектрогенератора з електричною потужністю 50 кВт, який виробляє електроенергію для роботи всього електроустаткування в приватному домоволодінні та акумуляторів електроенергії та теплоти. Система автоматизації дозволяє керувати установкою без втручання людини. Робота цієї установки дає змогу економити органічне паливо, яке пішло б на нагрівання теплоносія до необхідної температури в котельні малої потужності.