Розробка енергоефективного апаратурно-технологічного оформлення абсорбційно-холодильних установок виробництв аміаку
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.297717Ключові слова:
синтез аміаку, абсорбційно-холодильна установка, утилізація теплоти, енергоефективність виробництва аміакуАнотація
Об’єктом досліджень є апаратурно-технологічне оформлення абсорбційно-холодильних установок (АХУ) технологічного комплексу вторинної конденсації великотоннажних виробництв аміаку. Підвищення енергоефективності АХУ становить актуальну проблему у загальному процесі зниження експлуатаційних витрат по природному газу цих виробництв в цілому.
За результатами аналітичних досліджень обґрунтована доцільність поєднання абсорбційно-холодильного та пароежекторного циклів, що забезпечує зниження температури кипіння слабкого водоаміачного розчину в кубі генератора-ректифікатора та підвищення тиску конденсації в циклі АХУ. За таких обставин з'являється можливість збільшення концентрації холодоагенту за рахунок ректифікації пари частиною рідкого холодоагенту без застосування насосу із вилученням зі схеми АХУ дефлегматора.
Проведено експериментальні дослідження та матеріально-теплові розрахунки циклів АХУ з визначенням бази порівняння та запропонованого варіанту схеми АХУ. Доведено, що нове технологічне оформлення АХУ забезпечує збільшення холодопродуктивності з 3,22 МВт до 3,6 МВт (на 12 %), теплового коефіцієнту з 0,527 до 0,551 (на 4,6 %), зниження кратності циркуляції з 7,77 до 7,1 (на 8 %) та зниження температури вторинної конденсації на 2,5 ℃.
Показано, що для запропонованого варіанту технологічного оформлення АХУ спостерігається зміна питомих витрат – збільшення по електроенергії на 1,48 кВтгод/т NH3 та зниження по природному газу на 0,41 нм3/т.NH3. Враховуючи існуючі вартісні показники по природному газу і електроенергії застосування запропонованої технології забезпечує зниження річних експлуатаційних витрат на 7 млн грн.($185000), а отже і підвищення економічності виробництва аміаку в цілому
Посилання
- Heidlage, M., Pfromm, P. (2015). Novel Thermochemical Synthesis of Ammonia and Syngas from Natural Gas. 2015 AIChE Annual Meeting Proceedings. Available at: https://www.aiche.org/conferences/aiche-annual-meeting/2015/proceeding/paper/517b-novel-thermochemical-synthesis-ammonia-and-syngas-natural-gas
- Amhamed, A. I., Shuibul Qarnain, S., Hewlett, S., Sodiq, A., Abdellatif, Y., Isaifan, R. J., Alrebei, O. F. (2022). Ammonia Production Plants—A Review. Fuels, 3 (3), 408–435. https://doi.org/10.3390/fuels3030026
- Babichenko, A., Babichenko, Yu., Kravchenko, Ya., Krasnikov, I. (2021). Algorithmic support for decision-making on the efficiency of operation of absorption and refrigeration plants of ammonia production. Integrated Technologies and Energy Saving, 4, 13–21. https://doi.org/10.20998/2078-5364.2021.4.02
- Babichenko, A., Babichenko, J., Kravchenko, Y., Velma, S., Krasnikov, I., Lysachenko, I. (2018). Identification of heat exchange process in the evaporators of absorption refrigerating units under conditions of uncertainty. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (2 (91)), 21–29. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.121711
- ASHRAE Handbook: Refrigeration (2010). American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, 758.
- Wang, R., Wang, L., Wu, J. (2014). Adsorption Refrigeration Technology. John Wiley & Sons. https://doi.org/10.1002/9781118197448
- Babichenko, A. K., Toshynskyi, V. I. (2009). With the rise of the effective operation of absorption - refrigeration units ammonia synthesis. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (4 (38)), 29–32. Available at: https://journals.uran.ua/eejet/article/view/5934
- Khalili, S., Garousi Farshi, L. (2020). Design and performance evaluation of a double ejector boosted multi-pressure level absorption cycle for refrigeration. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 42, 100836. https://doi.org/10.1016/j.seta.2020.100836
- Pacheco-Cedeño, J. S., Rodríguez-Muñoz, J. L., Ramírez-Minguela, J. J., Pérez-García, V. (2023). Comparison of an absorption-compression hybrid refrigeration system and the conventional absorption refrigeration system: Exergy analysis. International Journal of Refrigeration, 155, 81–92. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2023.08.003
- Kaynakli, O., Kilic, M. (2007). Theoretical study on the effect of operating conditions on performance of absorption refrigeration system. Energy Conversion and Management, 48 (2), 599–607. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2006.06.005
- Dincer, I., Ratlamwala, T. A. H. (2016). Integrated Absorption Refrigeration Systems. In Green Energy and Technology. Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-33658-9
- Babichenko, A. K. (2009). Doslidzhennia hidrodynamiky roboty heneratora-rektyfikatora absorbtsiyno-kholodylnoi ustanovky ahrehatu syntezu amiaku. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (42)), 27–29.
- Babichenko, A. K., Toshynskyi, V. I. (2009). Zastosuvannia matematychnoho modeliuvannia dlia diahnostyky pokaznykiv efektyvnosti protsesiv teplo-i masoobminu v absorberakh teplovykorystuiuchykh kholodylnykh ustanovok ahrehativ syntezu amiaku. Voprosy himii i himicheskoy tehnologii, 6, 107–111. Available at: http://vhht.dp.ua/wp-content/uploads/pdf/2009/6/Babichenko.pdf
- Syed, A. M. (2013). Jet compressor: design, analysis and optimization. LAP LAMBERT Academic Publishing, 132.
- Shukla, A., Mishra, A., Shukla, D., Chauhan, K. (2015). C.O.P Derivation and thermodynamic calculation of ammonia-water vapor absorption refrigeration system. International journal of mechanical engineering and technology, 6 (5), 72–81. Available at: https://iaeme.com/MasterAdmin/Journal_uploads/IJMET/VOLUME_6_ISSUE_5/IJMET_06_05_010.pdf
- Galimova, L. V., Kayl, V. Ya., Vedeneeva, A. I. (2015). Energy saving system absorption refrigerating machine of ammonia s ynthesis installation: performance analysis and thermodynamic perfection evaluation. Journal of International Academy of Refrigeration, 4 (57), 55–30.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Anatoliy Babichenko, Igor Krasnikov, Juliya Babichenko, Volodymyr Panasenko, Dmytro Snurnikov, Oleksii Shutynskyi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
