Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разработали способ снижения потребления энергоресурсов на нефтеперерабатывающих предприятиях. С помощью новой технологии им удалось сэкономить более половины топлива на исследуемом объекте. Специалисты вуза уверены, что таких результатов можно достигнуть практически на любом промышленном производстве.
Эксперты ТПУ предложили способ снижения затрат энергоресурсов в процессе гидрокрекинга – переработки высококипящих нефтяных фракций для получения топлива на нефтеперерабатывающем заводе. В результате на предприятии, где проводили исследование, расход топливного газа и мазута сократился на 54%, электроэнергии на 20%.
Достигнуть такого эффекта удалось с помощью оптимизации структуры технологических и тепловых потоков. Определенная последовательность теплообменных аппаратов привела к тому, что увеличился коэффициент полезного использования энергии.
«Например, у нас три тепловых потока. Первый мы нагреваем паром, второй поток охлаждаем водой, а третий нагреваем в печи. Чтобы сэкономить энергоресурсы, мы можем нагревать потоки номер один и три за счет второго. На реальном предприятии таких потоков десятки» – объяснил научный сотрудник Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Станислав Болдырев.
Предложенный подход можно использовать как для реконструкции действующих предприятий перерабатывающего сектора экономики, так и для проектирования новых, более энергоэффективных производств, обладающих минимальным воздействием на окружающую среду, сообщили исследователи.
Подобная модернизация позволит предприятиям сократить издержки на производство конечных продуктов и снизить нагрузку на окружающую среду. Экономия топлива на нефтеперерабатывающем заводе, где проходил эксперимент, привела к сокращению выбросов углекислого газа (CO2) на 19 тысяч тонн в год. Ведь чем меньше топлива сжигает производство, тем меньше газов выбрасывается в атмосферу. Таких результатов, по словам экспертов, можно достичь практически на любом предприятии промышленности, в том числе за границей.
«Эта технология уже может быть использована для усовершенствования процессов в химической и газоперерабатывающей промышленностях, в переработке продуктов питания. То есть везде, где используют сырье, а также имеют дело с нагревом, охлаждением и химическими превращениями» – заявил Болдырев.
Для создания оптимальной структуры потоков ученые использовали пинч-технологию, принципы интеграции непрерывных технологических процессов, теорию графов и основы тепло-массообмена.
«Пинч-технология заключается в том, чтобы минимизировать общие энергозатраты в любой системе, где существуют потоки, которые необходимо нагревать и охлаждать. С их помощью можно рекуперировать тепловую энергию, то есть вернуть ее для повторного использования. В свою очередь теория графов позволила оптимизировать структуру и сформулировать математическую задачу. Она помогла минимизировать количество необходимых аппаратов: подобрать структуру теплообменной сети, в которой вместо десяти дополнительных аппаратов будет два. И, таким образом, уменьшить капитальные затраты для реконструкции производства» – рассказал Болдырев.
Группа ученых продолжает исследования в области декарбонизации и снижения вредных выбросов производственно-территориальных комплексов за счет разработки новых передовых методов интеграции промышленных предприятий, коммунального сектора и экологической среды.
Leave a Reply
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.