Использование органического цикла Ренкина в производстве неконцентрированной азотной кислоты

Е. А. Шелгинский; Ю. В. Яворовский; А. Я. Шелгинский

doi:10.34831/EP.2023.25.68.002

Использование органического цикла Ренкина в производстве неконцентрированной азотной кислоты

Е. А. Шелгинский, Ю. В. Яворовский, А. Я. Шелгинский

Аннотация

Исследован новый способ утилизации вторичных энергоресурсов в производстве неконцентрированной азотной кислоты в агрегате УКЛ-7. Утилизируемая тепловая энергия — теплота сжатого воздуха после осевого компрессора, выбрасываемая в окружающую среду через водооборотный цикл с градирней. Она поступает на нагревание и испарение фреона R600a в испарителе органического цикла Ренкина и для подогрева питательной воды перед деаэратором вместо используемого продукционного пара. Вместо теплоты пара для испарения аммиака в технологическом цикле используется теплота конденсации фреона в конденсаторе цикла. Сэкономленный продукционный пар отдаёт теплоту в испарителе дополнительного органического цикла Ренкина для производства еще большего количества электроэнергии. Однако для охлаждения изобутана во втором цикле применяется вода водооборотного цикла с градирней. При этом тепловая энергия выбрасывается в окружающую среду. Установлено, что при использовании теплоты сжатого воздуха вырабатывается электроэнергия в органическом цикле Ренкина в количестве 1 309 493 кВт·ч в год, количество сэкономленного пара составляет 41 057 т/год. Количество выработанной электроэнергии в дополнительном органическом цикле Ренкина составляет 2 034 014 кВт·ч в год. С учетом использования электроэнергии на собственные нужды, количество электроэнергии, на которое возможно сократить потребление от внешнего источника, составляет около 1 680 149 кВт·ч в год.

Ключевые слова

энергетические ресурсы, электроэнергия, пар, органический цикл Ренкина, азотная кислота

Полный текст:

PDF

Литература

Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС-2–2019 // Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – М., Бюро НДТ. 2019.

Атрощенко, В. И. Технология азотной кислоты. Изд. 3-е, перераб. и доп. / В. И. Атрощенко, С. И. Каргин. – М.: Химия. 1970. – 496 с.

Справочник азотчика. Производство разбавленной и концентрированной азотной кислоты: Производство азотных удобрений: Материалы, компрессоры и газгольдеры производств азотной кислоты и удобрений: Энергоснабжение производств связанного азота и органических продуктов: Техника безопасности производств связанного азота и органических продуктов. 2-е изд. перераб. — М.: Химия. 1987. — 464 с.

Пат. 95370 Российская Федерация, МПК F 04 D 29/00. Газотурбинная установка «Салют» для производства азотной кислоты по схеме УКЛ-7 / В. Е. Беляев, С. О. Беляева, В. С. Багдасарян, С. В. Багдасарян; заявитель и патентообладатель В. Е. Беляев, С. О. Беляева, В. С. Багдасарян, С. В. Багдасарян. — № 2009126006/22; заявл. 08.07.2009; опубл. 27.06.2010, Бюл. № 18.

Пат. 2220097 Российская Федерация, МПК C 01 B 21/26, 21/38. Способ утилизации тепла в процессе производства азотной кислоты / М. Л. Ферд, А. Ф. Рубинчик, С. М. Кононов, В. Я. Кайль; заявитель и патентообладатель М. Л. Ферд, А. Ф. Рубинчик, С. М. Кононов, В. Я. Кайль. — № 2002105937/15; заявл. 06.03.2002; опубл. 27.12.2003, Бюл. № 36.

Пат. 2248322 Российская Федерация, МПК C 01 B 21/40, 21/26. Способ производства азотной кислоты и агрегат для производства азотной кислоты / Б. П. Шайдак, Б. И. Юдовин, Г. И. Богорадовский, Л. Г. Кореневский, В. В. Поярков, В. И. Титенский, М. Л. Ферд, Н. В. Юргенсон; заявитель и патентообладатель Закрытое акционерное общество «Научно-исследовательский конструкторско-технологический институт турбокомпрессоростроения». — № 2003138251/15; заявл. 29.12.2003; опубл. 20.03.2005, Бюл. № 8.

Производство азотной кислоты в агрегатах большой единичной мощности / Под ред. В. М. Олевского. — М.: Химия, 1985. — 400 с.

Шелгинский, Е. А. Утилизация вторичных энергоресурсов в агрегате азотной кислоты с повышением производительности / Е. А. Шелгинский, Ю. В. Яворовский, А. Я. Шелгинский // Промышленная энергетика. — 2022. — № 7. — С. 10 – 17.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.25.68.002