Лекция 11 Топливо и вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) 1

Лекция 11
Топливо и вторичные энергетические
ресурсы (ВЭР)
1
• Твердое и жидкое топливо состоит
из горючей массы и балласта.
Основными балластирующими
компонентами являются влага, азот
и неорганические соединения —
силикаты, фосфаты, сульфиды,
сульфаты металлов — кальция,
железа, алюминия, калия, натрия и
др.
2
• Состав горючей массы топлива
и содержание в нем балласта
обусловливают
теплотехнические и
технологические
характеристики топлива.
3
Состав топлив
• Углерод С, водород Н, сера S,
кислород О, азот N, зола А и
влага W. Состав газообразного
топлива характеризуется
наличием индивидуальных
газов.
4
• Наиболее ценные
углеводородные топлива —
природный газ и легкое жидкое
топливо (бензин и т.п.) —
содержат в своей горючей
массе практически только два
элемента (углерод и водород) и
обладают наибольшей
теплотворной способностью.
5
Вторичные энергетические
ресурсы
• 1) горючие (топливные) ВЭР;
• 2) тепловые ВЭР;
• 3) ВЭР избыточного давления;
6
Горючие (топливные) ВЭР
• Химическая энергия отходов
технологических процессов химической
и термохимической переработки
углеродистого или углеводородного
сырья, побочных горючих газов
плавильных печей (доменных,
колошниковых, шахтных печей и
вагранок, конверторных и т.д.);
7
Тепловые ВЭР
• Физическая теплота отходящих
газов технологических агрегатов,
основной, побочной,
промежуточной продукции и
отходов основного производства
(преимущественно основаны на
теплоте экзотермических
реакций);
8
ВЭР избыточного давления
• Потенциальная энергия газов
и жидкостей, выходящих из
технологических агрегатов с
избыточным давлением.
9
4 основных направления
использования ВЭР
• Топливное (использование
горючих компонентов в
качестве топлива);
• Тепловое (использование
теплоты);
10
• Силовое (использование
механической или электрической
энергии, вырабатываемой в
утилизационных установках);
• комбинированное (использование
теплоты, электрической или
механической энергии,
одновременно вырабатываемых за
счет вторичных энергетических
ресурсов).
11
Утилизационные установки
• Котлы-утилизаторы, использующие
высокопотенциальные дымовые
газы промышленных печей;
• Технологические газы химических
производств для получения
водяного пара;
12
• Водяные экономайзеры для
нагрева питательной воды
котлов;
• Воздухоподогреватели для
нагрева дутьевого воздуха,
использующие дымовые газы
высокого и среднего
потенциала.
13
• Утилизация вторичных
энергетических ресурсов
осуществляется также в
абсорбционных и
пароэжекторных холодильных
машинах, сушильных и других
установках.
14
ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИИ
15
Основы энерготехнологии
• Комплексные энерготехнологические
методы использования топлива;
• извлечение всех ценных его
составляющих;
• обязательное комбинирование
энергетического процесса сжигания
части топлива для производства
энергоносителя с различного рода
технологическими процессами.
16
• Энерготехнологическими
установками называют
комплексы энергетических и
технологических агрегатов,
тесно связанных между собой и
состоящих из энергоблока,
блока термической переработки
топлива, блоков разделения и
очистки получаемых продуктов.
17
• Наряду с процессами чисто
энергетическими (полное
сжигание очищенных от
вредных примесей горючего
газа и полукокса,
преобразование теплоты в
работу) осуществляются и
процессы технологические
(газификация, пиролиз или
коксование топлив).
18
Классификация по виду топлива
• Энерготехнологические установки на
органическом топливе (твердое,
жидкое, газообразное);
• Атомные энерготехнологические
установки (органическое топливо - как
сырье для производства химической
продукции);
19
Энерготехнология (ЭТ)
2 направления
• 1) Повышение эффективности
использования органической и минеральной
частей топлива;
• 2) Создание интенсивных химикоэнерготехнологических методов
производства промышленной продукции
(химическое сырье, строительные
материалы и т.п.) при потреблении дешевых
энергетических топлив, снижении их
удельного расхода, а также использовании
20
теплоты химических реакций.
ЭТ твердого топлива
21
ЭТ мазута
22
ЭТ природного газа
23
• Для энерготехнологического
использования наиболее
перспективны твердые топлива
с большим выходом летучих
веществ, - это бурые угли,
горючие сланцы и торф;
24
Методы переработки твердых
топлив
•
•
•
•
Пирогенетическое превращение;
Деструктивная гидрогенизация;
Термическое растворение;
Газификация.
25
Пирогенетические методы
• Нагревание топлива без доступа
воздуха (сухая перегонка),
сопровождаемое глубокими
деструктивными химическими
превращениями компонентов топлива
(кокс, вода, газы (Н2, СО, СН4), масло,
смола (фенолы, гетероциклические
соединения, нафталин, антрацен).
26
В зависимости от температуры
• Полукоксование (723— 773 К);
• Среднетемпературное коксование
(973—1173 К);
• Высокотемпературное коксование
(выше 1173 К).
27
• Полукоксование используют для
получения смолы — сырья для
химической промышленности наряду с
твердым топливом (полукокс);
• Полукокс - это энергетическое топливо,
восстановитель в агломерационном и
ферросплавном производствах,
полупродукт для получения ряда
химических веществ, а также дешевый
адсорбент для очистки сточных вод
вместо активированного угля.
28
Высокоскоростной пиролиз
• Быстрое нагревание угля (время
пребывания угля в
высокотемпературной области 773 —
973 К составляет 10-3 — 10-4 с)
значительно повышает выход смолы,
пригодной для получения
синтетического жидкого топлива
29