Cтраница 4
Применение каскадной схемы позволяет более полно утилизировать тепло уходящих газов и получить в определенной области параметров большую производительность по пресной воде. Однако наличие каскадов вызывает дополнительные необратимые термодинамические потери. При этом в ряде случаев обычная УМИ может оказаться более эффективной. [46]
В обычных схемах разделения благодаря ступенчатому подводу энергии и наличию разрезных колонн уменьшаются движущие силы в средних участках секций. Весьма интересны схемы с обратимым смешением потоков, в которых используются принципы термодинамически обратимого разделения многокомпонентной смеси. В этих схемах нивелируются движущие силы по высоте колонны и практически исключаются термодинамические потери в районе питания и на концах колонны. Показана высокая экономичность схем применительно к комплексному разделению близкокипящих смесей, когда процесс протекает в узком диапазоне давлений и температур. Для определения эффективности указанных схем в других условиях необходим соответствующий технико-экономический анализ. [47]
Замена адиабатической ректификации на противоточную конденсацию и противоточное испарение в той или иной схеме еще не означает снижения расхода энергии. Это уменьшение может быть достигнуто при условии, что теплообмен с внешней средой в процессе неадиабатической реактификации протекает при переменных температурах хладоагента и теплоносителя, соответствующих температуре в данном сечении колонны. Если же температуры хладоагента и теплоносителя будут постоянны по всей высоте секции, то, очевидно, выигрыша в расходе энергии получить нельзя, поскольку, наряду г уменьшением потерь от необратимости процесса массообмена, в таких условиях будут увеличиваться термодинамические потери в процессе теплопередачи. [48]
Второй закон термодинамики говорит, что не все тепло, содержащееся в топливе, превращается в работу. В самых совершенных двигателях и машинах можно превратить в механическую работу лишь некоторую часть затрачиваемой теплоты, зависящую только от отношений абсолютных температур, между которыми протекает цикл. Часть тепла должна быть отдана в окружающую среду. В практических условиях к этим неизбежным потерям добавляется ряд других тепловых и механических потерь, которые еще больше снижают фактически снимаемую с мотора мощность и которые зависят от конструктивных и эксплуатационных особенностей той или иной машины. Неизбежные же термодинамические потери тепла полностью зависят от рабочего процесса или цикла двигателя. [49]
![]() |
Принципиальная технологическая схема каскадной адиабатной испарительной установки. [50] |
Анализ работы адиабатных установок показал, что в одно-и двухконтурных установках не удается обеспечить работу без отложения сульфата кальция. В то же время каскадные адиабатные установки позволяют вести процесс в режиме предельного концентрирования раствора. Согласно схеме, газы направляются в теплообменник 7, где нагревают раствор до соответствующей температуры. Вода поступает на испарение в первый каскад 2, образовавшийся пар конденсируется, нагревая исходную воду. Подогретая вода с первого каскада направляется во второй каскад 3, где процесс повторяется, и так до каскада N. Недостатком такой схемы являются дополнительные термодинамические потери, преимуществом можно считать то, что с газами контактирует меньшая часть воды ( поступающая только в первый каскад), поэтому можно использовать загрязненные газы и продукты сгорания твердого и жидкого топлива. Во втором и третьем каскадах получается чистый дистиллят, а вода первого каскада может быть использована для технических нужд. [51]