В течение последних 25 лет исследователи в области теории ресурсосберегающих технологий работали главным образом над проблемами синтеза оптимальных теплообменных ХТС и систем ректификации многокомпонентных смесей. Наиболее известным методом синтеза оптимальных рекуперативных тепловых систем является термодинамический пинч-метод с использованием составных тепловых кривых.[ ...]
Рассмотрим водопотребляющую ХТС, блок-схема которой показана на рис. 2.9.[ ...]
В соответствии с данной схемой технологическая вода контактирует с одним из веществ (загрязняющим веществом) в химико-технологическом потоке с целью уменьшения его концентрации в перерабатываемом продукте. В результате свежая технологическая вода загрязняется. В частности, это происходит при промывке текстильного материала после его обработки тек-стильно-вспомогательным веществом. Входная и выходная концентрации загрязняющего вещества в технологических потоках (перерабатываемом продукте) и его масса в потоках технологической воды задаются в соответствии с требованиями технологического регламента.[ ...]
На рис. 2.10 представлены зависимости С-т, где С - концентрация загрязняющего вещества, т - его масса, переносимая водными потоками, для одного из возможных вариантов входных и выходных концентраций загрязняющего вещества, удовлетворяющих условиям процессов массопередачи. От значений входной и выходной концентраций, а также массы переносимого вещества зависит расход воды (объем водопотреб-ления).[ ...]
При оптимизации водопотребления в конкретной интегрированной ХТС могут быть рассмотрены различные значения расхода воды и концентрации загрязняющего вещества (рис. 2.11).[ ...]
Рассмотрим пример синтеза интегрированной ХТС, на котором продемонстрируем суть термодинамического водного пинч-метода. Исходные данные, полученные на гипотетическом производстве, представлены в табл. 2.8. Отметим, что в таблице приведены предельные данные - максимальные входная и выходная концентрации загрязняющего вещества, массовая загрузка по загрязняющему веществу (т), расход воды (0.[ ...]
Предположим, что скорость процесса массопередачи является линейной функцией концентрации загрязняющего вещества, что вполне справедливо для разбавленных водных потоков. В случае нелинейности этой зависимости возможна ее аппроксимация набором линейных отрезков.[ ...]
На рис. 2.14 приведены примеры водных линий для отдельных водопотребляющих ХТС. На этом же рисунке показаны линии подачи воды для индивидуальных ХТС, построенные в предположении, что для каждой ХТС используют свежую воду.[ ...]
Концепция лимитирующей составной водной линии, подробно рассмотренная в работах [43, 55-59], представляет собой модификацию методологии построения составных тепловых кривых [60-62]. Лимитирующая составная показывает, как функционировала бы система, если бы она была единой водопотребляющей ХТС.[ ...]
При построении линии подачи воды для рассматриваемого примера входная концентрация загрязняющего вещества принята равной нулю, т.е. в интегрированной ХТС используют только свежую воду. Линия подачи воды касается лимитирующей составной водной линии в двух точках: в точке нулевой концентрации загрязняющего вещества и в средней части зависимости. Каждая из этих точек является водной пинч-точкой. В общем случае должна существовать по крайней мере одна водная пинч-точка. Отметим, что в точке касания линии подачи воды и лимитирующей составной водной линии движущая сила процесса массопередачи не равна нулю. В пинч-точке движущая сила минимальна, поскольку исходным ограничением предусмотрена минимальная движущая сила процесса массопередачи. Анализ зависимостей, приведенных на рис. 2.16, в, показал, что минимальный расход свежей воды для данного примера составляет 90 т/ч (экономия по сравнению со значением 112,5 т/ч (см. рис. 2.15) составляет 20%).[ ...]
Рисунки к данной главе:
Вернуться к оглавлению
