Оптимизация потребления энергоносителей в процессе выпаривания водного раствора гидроксида натрия

Abstract

В статье предлагается проект модернизации трехкорпусной установки выпаривания водного раствора гидроксида натрия с целью повышения его концентрации. Модернизация состоит в создании сети теплообменного оборудования, реализующей рекуперацию тепла технологических потоков выпарной установки. Проектирование было проведено с помощью методов пинч-анализа, а именно, был обоснован выбор минимальной разности температур в теплообменном оборудовании ∆Tmin, создан проект сети теплообменников, реализующей минимальное потребление внешних утилит, и проведена оптимизация сети. В качестве теплообменного оборудования были предложены и рассчитаны современные пластинчатые теплообменные аппараты. Проведена экономическая оценка проекта, показывающая, что срок его окупаемости составит около двух месяцев.

The paper proposes the retrofit design of a three-unit evaporator for evaporating of aqueous sodium hydroxide solution in order to increase its concentration. The retrofit assumes the creation of a heat exchange equipment network that has to implement heat recovery of the process streams of the evaporator. The design was carried out with the pinch-analysis methods. The treshhold problem (demand for hot utilities only) was identified by shifting the composite curves and the treshhold temperature difference 11,7 С was found. Problem definition, like a pinch problem, was made with the choice of minimum temperature difference ∆Tmin = 12 С in heat exchange equipment. The design of the heat exchangers network that realizes the minimum consumption of external utilities and maximum energy recovery was created, and the network optimization with energy relaxation was carried out. Modern plate heat exchangers as heat exchange equipment were chosen and calculated. The economic evaluation of the design was conducted. The payback period will be about two months