Процес концентрування фосфорної кислоти методом екстракції, страница 8

Гарячі утиліти складають величину порядку 9 МВт, а холодні утиліти – 12 МВт. Гарячою утилітою для даного процесу є пара, що подається до ежектору, а холодна утиліта – вода оборотного циклу, що охолоджує. Рекуперація складає величину коло 1 МВт.    за складовими кривими в системі теплообміну, що існує, дорівнює 72, хоча на рекуперативному теплообміннику  складає 11, що говорить про невеликий невертикальний теплообмін і завищену його поверхню. Оскільки пінч локалізується на температурах 72 і 144 (рис. 5.4), то рекуперативний теплообмінний апарат НЕ2 переносить теплову енергію через пінч. Дивно, але в технологічному процесі концентрування фосфорної кислоти, що існує на цей час, у рекуперації теплової енергії приймає участь один теплообмінний апарат, і саме він опосередковано передає теплову енергію від гарячих утиліт до холодних, збільшуючи споживання як перших, так і других, тобто збільшуючи вартість експлуатації установки. Розташування цього теплообміннику показане на рис. 5.5.

Якщо розташувати на рис. 5.1 теплообмінне обладнання, показане на технологічній схемі, що існує, вказати теплову завантаженість теплообмінного обладнання, відкласти пінч-температури згідно зі складовими кривими, то можна отримати сіткову діаграму системи теплообміну установки концентрування фосфорної кислоти. Сіткова діаграма теплообмінної системи процесу концентрування фосфорної кислоти, що існує, представлена на рис. 5.5.

Рисунок 5.5 – Сіткова діаграма теплоенергетичної системи установки концентрування фосфорної кислоти, що існує: С – холодна утиліта (конденсатор), Н – гаряча утиліта, НЕ – теплообмінний апарат, S – скрубер

Під позначенням обладнання показана його теплова завантаженість.

На рис. 5.5 наочно показаний рекуперативний теплообмінник НЕ1, розташований поперек пінчу. Це означає, що енергія опосередковано переноситься від гарячих утиліт до холодних. У час проектування оптимальної теплової схеми даного виробництва цей теплообмінник повинен бути інстальованим згідно з пінч-принципами проектування теплообмінних систем. На потоці 2 використовуються холодні утиліти вище точки пінчу, що призводить до збільшення енергоспоживання, а також суперечить пінч-принципам інтеграції, хоча мають енергетичний потенціал, який може бути використаний для проектування нової системи теплообміну для процесу концентрації фосфорної кислоти.

Повний розрахунок процесу наведений у додатку А (програма розрахунку MathCad).

5.3 Визначення енергозберігаючого потенціалу каскадним методом для інтегрованого процесу

Для визначення можливого потенціалу енергозбереження будуються складові криві для процесу концентрування фосфорної кислоти з   для теплообмінної мережі, яка дорівнює 5, чого цілком можна досягти на сучасних високоефективних компактних теплообмінних апаратах. Фактично складові криві зсуваються на меншу відстань відносно одна одної.

 = 2.5, з урахуванням цього значення, збудуємо нову  таблицю потокових даних (Таблиця 5.3).

Таблиця 5.3 – Система потоків інтегрованого процесу з урахуванням значення