化工節(jié)能原理與技術(shù)5.ppt

1,化工節(jié)能原理與技術(shù),北京化工大學(xué) 2014 . 3（春季學(xué)期）,2,第 2 章 節(jié)能的熱力學(xué),2.4 能量的 火用 計算,2. 4. 6 化學(xué)反應(yīng)的最大有用功,穩(wěn)定流動系統(tǒng)化學(xué)反應(yīng),結(jié)論：可逆定溫系統(tǒng)作出的最大反應(yīng)有用功等于系統(tǒng)自由焓的減少。 最大反應(yīng)有用功是狀態(tài)參數(shù),3,第 2 章 節(jié)能的熱力學(xué),2. 6 裝置的 火用效率和 火用損失系數(shù) 火用 效率 火用 效率反映了實際過程接近理想過程的程度，從能量的質(zhì)來評價過程的 優(yōu)劣。 例 2-11 試導(dǎo)出電熱水器熱效率與火用 效率的數(shù)學(xué)表達式。 設(shè)熱水器絕熱良好，通過器壁向環(huán)境散失的熱量為0。并求當 t1 = t0 = 25 t = 50 時的熱效率和火用 效率。,4,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 1 流體流動及流體輸送機械 3. 1. 1 流體流動 降低 火用 損失采取的途徑 解決好能耗減少與投資增大的矛盾,5,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 1 流體流動及流體輸送機械 3. 1. 2 流體機械 提高流體機械本身的性能 在流體機械的運行方面，提高節(jié)能潛力 3.1.2.1 選用合適的流體機械,6,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 1 流體流動及流體輸送機械 3. 1. 2 流體機械 3.1.2.1 選用合適的流體機械,7,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 1 流體流動及流體輸送機械 3. 1. 2 流體機械 3.1.2.2 選用合適的流量 改變管路特性曲線：通過調(diào)節(jié)閥門的開度實現(xiàn) 改變離心泵特性曲線：改變轉(zhuǎn)速、切削葉輪直徑以及采用泵的串聯(lián)或并聯(lián),8,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 1 流體流動及流體輸送機械 3. 1. 2 流體機械 3.1.2.2 選用合適的流量,9,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 1 流體流動及流體輸送機械 3. 1. 2 流體機械 3.1.2.2 選用合適的流量 改變管路特性曲線：通過調(diào)節(jié)閥門的開度實現(xiàn) 改變離心泵特性曲線：改變轉(zhuǎn)速、切削葉輪直徑以及采用泵的串聯(lián)或并聯(lián) 推薦的流量調(diào)節(jié)方式： （1）變頻裝置：負荷變化頻繁且負荷變化大 （2）采用不同的泵：調(diào)節(jié)幅度大、時間長 （3）閥門調(diào)節(jié)：負荷變化頻繁但負荷變化不大,10,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 2 換熱 3. 2. 1 換熱過程,PH TH,PL TL,11,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 2 換熱 3. 2. 1 換熱過程 溫差傳熱引起的火用 損失：采用逆流換熱、增大傳熱面積、強化傳熱以提 高傳熱系數(shù)。 流動阻力引起的火用 損失 作業(yè)：如何減少溫差傳熱；如何減少流動阻力；從這兩方面，總結(jié)出減少 火用 損失的措施,12,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 2 換熱 3. 2. 2 設(shè)備和管道的保溫 （1）管道,13,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 2 換熱 3. 2. 2 設(shè)備和管道的保溫 （2）平面壁,14,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 3 蒸發(fā) 蒸發(fā)的目的 （1）獲得濃縮的溶液 （2）脫除溶劑，后續(xù)結(jié)晶 （3）脫除溶劑中的雜質(zhì) 一側(cè)為蒸汽冷凝，一側(cè)為液體沸騰 生蒸汽（或加熱蒸汽）：作為熱源的水蒸汽 二次蒸汽：蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽 二次蒸汽與生蒸汽溫位不同： （1）傳熱需溫差推動力 （2）溶液沸點升高 （溶質(zhì)的存在）,15,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 3 蒸發(fā) 3.3.1 多效蒸發(fā) 多效蒸發(fā)的原理 每一個蒸發(fā)器稱為一效，提高了生蒸汽的利用率 W: 蒸發(fā)出的水量 D: 加熱蒸汽（生蒸汽）用量,16,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 3 蒸發(fā) 3.3.1 多效蒸發(fā) 多效蒸發(fā)的原理 每一個蒸發(fā)器稱為一效，提高了生蒸汽的利用率,17,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 3 蒸發(fā) 3.3.1 多效蒸發(fā) 多效蒸發(fā)的生蒸汽利用率的提高是以降低其生產(chǎn)強度為代價獲得的。 生產(chǎn)強度：通過單位傳熱面的傳熱速率表示,三效蒸發(fā)器,單效蒸發(fā)器,18,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 3 蒸發(fā) 3.3.1 多效蒸發(fā) 多效蒸發(fā)的生蒸汽利用率的提高是以降低其生產(chǎn)強度為代價獲得的。 生產(chǎn)強度：通過單位傳熱面的傳熱速率表示 tT : 第一效加熱蒸汽的溫度 - 末效蒸發(fā)室壓力下蒸汽的飽和溫度 有效溫度差：生蒸汽溫度 溶液沸點 （單效） 溫度差損失：溶液沸點（過熱蒸汽） - 飽和蒸汽溫度 （單效）,19,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 3 蒸發(fā) 3.3.1 多效蒸發(fā) 多效蒸發(fā)的生蒸汽利用率的提高是以降低其生產(chǎn)強度為代價獲得的。 （1）并流加料,20,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 3 蒸發(fā) 3.3.1 多效蒸發(fā) 多效蒸發(fā)的生蒸汽利用率的提高是以降低其生產(chǎn)強度為代價獲得的。 （2）逆流加料,21,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 3 蒸發(fā) 3.3.1 多效蒸發(fā) 多效蒸發(fā)的生蒸汽利用率的提高是以降低其生產(chǎn)強度為代價獲得的。 （3）錯流加料 ；（4）平流加料,22,第 3 章 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能,3. 3 蒸發(fā)