Комплексное использование природного газа

Комплексное использование энергии природного газа.

Под полной энергией газа следует понимать энергетический потенциал состоящий из потенциальной, тепловой и химической энергии. В химической промышленности могут быть использованы все виды энергии, в газовой — только потенциальная и тепловая энергии. При добыче газа он вырывается из недр под высоким давлением составляющим 8,0 — 25,0 мПа, при его же транспорте по газопроводу давление равно 3,5 -10,0 мПа, т.е. появляется возможность использовать излишки потенциальной энергии газа. Более того, на городских газораспределительных станциях давление газа снижается по сравнению с давлением в газопроводе до 0,3 — 1,6 мПа и тоже может быть использовано. Как правило сброс давления происходит в дроссельных устройствах, называемых штуцерами, и полезно не используется. Если же организовать расширение газа не в дросселе, а в детандере, то можно получить работу расширения (рисунок 8 ), равную разности энтальпий начала процесса расширения и конца. Эта работа, возвращаемая в детандере, может быть использована, например, для привода электрогенератора. Вместе с понижением давления происходит понижение и температуры газа, что вызывает выпадение конденсата, который может быть полезно использован. Для увеличения термодинамической эффективности процессов используется регенерация тепла. 1 — теплообменник; 2 — детандер; 3 — электрогенератор; 4 — отделитель жидкости Несколько усовершенствовав схему можно добиться использования и температурной составляющей энергии газа ( рисунок 18 ), когда низкая температура может быть использована для охлаждения или замораживания, например, пищевых продуктов.1 — теплообменник; 2 — детандер; 3 — электрогенератор; 4 — отделитель жидкости; 5 — холодильная камера Детандер можно использовать и в схемах предварительной подготовки газа перед транспортом (рисунок 10). 1 — теплообменник; 2 — детандер; 3 — нагнетатель; 4 – отделитель жидкости;5-электропривод После детандера 2 в отделителе жидкости 4 выпадает конденсат, который отводится, а газ направляется далее на сжатие в нагнетатель 3 где сжимается до необходимого давления и вновь подаётся в газопровод. Нагнетатель запитывается энергией полученной в детандере, а в случае её недостатка от дополнительного электропривода. Если схема смонтирована на месторождении, где давление превышает требуемое давление в газопроводе, то внешнюю энергию электропривода можно и не использовать. Детандерная схема получения электроэнергии приведена на рисунке 11. Газ из газопровода поступает в теплообменник 1, а затем в газовый нагреватель 2, где подогревается. В результате его давление и температура возрастают и он подаётся в детандер 3. После дросселирования основной поток газа подаётся в газопровод, а часть в камеру сгорания газонагревателя 2. Сюда же подаётся и сжатый в компрессоре 4 воздух, необходимый для полного сгорания газа. Энергия продуктов сгорания газа используется для подогрева воздуха, поступающего в газонагреватель 2.

Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:

Источник

IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2017

КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛОТЫ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗВЕСТИ

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Наша страна обладает огромными энергоресурсами – в ее недрах сосредоточено более 30 % разведанных мировых запасов природного газа, 13 % нефти, 23 % угля, 14 % урана [1]. Но данный ресурсный потенциал, к сожалению, используется недостаточно эффективно. Россия является одной из ведущих энергетических государств, и уровень затрат важнейших видов энергии превосходит аналогичные показатели в развитых зарубежных странах.

Одним из перспективных направлений экономии энергоресурсов является использование теплоты продуктов сгорания природного газа в энерготехнологических установках различного температурного уровня. При этом продукты сгорания топлива последовательно направляются из высокотемпературного источника в средне- и низкотемпературные агрегаты. Такие системы принято называть установками комплексного ступенчатого использования теплоты продуктов сгорания. Элементами таких систем являются в основном теплообменники и тепловые агрегаты. Схемы и технологии комплексного использования тепловых ресурсов продуктов сгорания природного газа применяются в различных отраслях промышленности. [2]

Одним из крупнейших потребителей природного газа является промышленность строительных материалов. Предприятия этой отрасли имеют весьма разнообразную структуру потребления энергии ввиду разнообразия выпускаемых изделий. Анализ себестоимости извести показывает, что основные затраты (≈70%) приходятся на сырье и топливо, 15–20% составляют амортизационные отчисления и затраты на ремонт оборудования, все остальные расходы не превышают 10–15% себестоимости [3]. Следовательно, для снижения себестоимости необходимо сократить расходы сырья и топлива и уменьшить капитальные вложения при строительстве новых печей.

Известь применяется во многих отраслях промышленности, поэтому, если речь идет об экономии сырья, необходимо иметь в виду наиболее полное использование добытого полезного ископаемого. Например, 75% всей извести, потребляемой химической промышленностью, используется для производства соды. Количество и качество углекислого газа, образующегося при обжиге извести имеет огромное значение для содового производства.

В основе рационального теплового процесса должен лежать только рациональный технологический процесс. При обжиге известняка требуется соблюдение ряда условий: высокое содержание СО₂ в отходящих газах; чистота, цвет и другие качества жженой извести, при одновременном соблюдении высоких технико-экономических показателей [4].

При производстве извести расход топлива можно уменьшить практически на всех стадиях. Например, экономия топлива в результате полного использования «побочных продуктов» производства, таких как, углекислый газ, выделяющийся не только при горении топлива, но и при обжиге известняка, также используется тепло дымовых газов и горячего воздуха, выходящего из холодильника извести. Также из продуктов сгорания, отводимых от котельных установок получают жидкую углекислоту, или «сухой» лед. В уходящих газах котлов содержание CO₂ составляет приблизительно 5-6%. В продуктах сгорания, отводимых от известеобжигательных печей, содержание CO₂ составляет 20-25%, поэтому при их использовании можно получить хороший экономический эффект.

Существует множество способов по снижению топливо- и энергозатрат в производстве извести, в которых свои достоинства и недостатки. Однако, способ, основанный на комплексном (ступенчатом) использовании теплоты продуктов сгорания и полном использовании всех «побочных продуктов» производства извести, является наиболее экономически эффективным.

Список использованных источников

1. Программа «Энергосбережение Минобразования России» 1999-2005 годы. М. 2002г.

2. Новгородский Е.Е., Широков В.А., Шанин Б.В., Дятлов В.А. Комплексное энерготехнологическое использование газа и охрана воздушного бассейна М.: Дело, 1997.- 368 с.

3. Донцов Д.П., Кочева М.А. Исследование работы газогенераторов на базе вузовской установки / Д.П. Донцов, Кочева М.А. // Международный журнал экспериментального образования. – 2012, № 9. с. 43-44.

4. Дресвянникова Е.А., Готулева Ю.В. Энергосберегающие технологии при производстве строительных материалов. // Современные наукоемкие технологии. – Пенза: Издательский Дом «Академия Естествознания», 2013. № 8-2. С.301-302.

Источник