Процес концентрування фосфорної кислоти методом екстракції, страница 5

У подальшому для обчислення технологічних потокових даних був складений матеріальний баланс установки концентрування фосфорної кислоти, разом з матеріальним балансом випарної установки (Таблиця 4).

Таблиця 4 – Матеріальний баланс установки концентрування фосфорної кислоти

Для аналізу даних енергоспоживання та структури теплообмінної мережі необхідно виділити технологічні потоки, що приймають участь у теплообміні, а також потоки, які можуть бути включені до теплової інтеграції. З описаних вище потоків наступні потоки, що приймають участь у теплообміні, можуть бути включені до аналізу і теплової інтеграції:

-  сірчана кислота;

-  конденсат;

-  пара випарного апарату;

-  пара зі скруберу;

-  циркуляційна фосфорна кислота.

    Крім цього, до теплової інтеграції може бути включений потік конденсату, що виходить з установки з температурою 150 . Енергетичний потенціал цього потоку можна використовувати для нагріву холодних потоків, охолоджуючи його до 35 . Потік фосфорної кислоти, що залишає установку при температурі 73 , також може бути включений до теплової інтеграції, оскільки, згідно з технологією виробництва екстракційної фосфорної кислоти, потік необхідно охолоджувати до 25 . Стічні води, як і попередні два потоки, не приймають участі в теплообміні та відводяться з установки при температурі 40  з витратами 10.35 т/год. Цей потік також можна охолоджувати до 25  і відводити з установки.

Отже, виділено 9 технологічних потоків, які можуть бути включені до теплової інтеграції на установці концентрування фосфорної кислоти. Популяція цих потоків приведена на рис. 2 в температурних інтервалах з тепловими навантаженнями, що дозволяє зробити простий аналіз можливих структур рекуперативного теплообміну між технологічними потоками процесу, що розглядається. Це полегшує подальший синтез оптимальної теплообмінної системи.

5 ПІНЧ – АНАЛІЗ

5.1 Вибір даних для інтеграції

Використовуючи результати вивчення технологічної схеми, регламенту та матеріальний баланс установки, складається таблиця потокових даних, які необхідні для визначення теплової потужності, яку потребляє установка концентрування фосфорної кислоти на даний момент (Таблиця 5.1).

В цілому, в розпорядженні є 7 гарячих технологічних потоків і 2 холодних потоки з визначеними потоковими даними.

Для подальшого аналізу необхідно визначити величину потужності рекуперації у процесі, що існує.

На даний момент технологічна схема процесу включає тільки один теплообмінний апарат, який приймає участь у рекуперації теплової енергії, це теплообмінник НЕ2 (рис. 3).

Для визначення теплоти рекуперації необхідно вичислити температуру сірчаної кислоти після розчинення у ній води. Виходячи з отриманих даних, кількість води для отримання 98 % кислоти дорівнює 880 кг. Теплота розчинення 880 кг води у сірчаній кислоті буде рівнятися приблизно 897 кДж, що дозволяє визначити температуру сірчаної кислоти на вході до рекуперативного теплообміннику НЕ2 (Таблиця 5.1), і потужність рекуперації теплової енергії у процесі, що розглядається, яка становить величину приблизно 900 кВт.

Таблиця 5.1 – Система потоків для аналізу енергоспоживання установки концентрування фосфорної кислоти