Рациональное использование энергии

Крупные масштабы современных промышленных предприятий обусловливают все возрастающую потреб­ность во всех видах энергии. Капитальные затраты на энергетическую базу при строительстве многих пред­приятий составляют от 13 до 53%. Показателем энер­гоемкости того или иного процесса служит расход энер­гии (в кВт-ч или Дж) на единицу получаемой продукции (например, на 1 т). Расход энергии на единицу промыш­ленной продукции неодинаков для различных производств. Большой энергоемкостью характеризуются процессы черной и цветной металлургии, электрохимиче­ские процессы, получение фосфора, карбидов и т. д., а та­кие процессы, как биохимические, некоторые физико-хи­мические (адсорбция, экстракция), химические процессы получения большинства минеральных удобрений и другие, отличаются незначительной энергоемкостью. Напри­мер, для производства 1 т алюминия требуется около 20000 кВт • ч, 1 т магния - 18000 кВт • ч, 1 т фосфора - в среднем15000 кВт • ч, а для производства 1 т аммиачной селитры и суперфосфата — соответственно 10 и 5 кВт • ч. И малоэнергетических производствах доля энергии составляет около 10% себестоимости продукции и менее, в то и рем я как в производстве металлов, фосфора, хлора, кар­бидов это одна из главных статей расхода.

Снижение энергоемкости и материалоемкости продук­ции становится важным критерием научно-технического уровня производства. Критерием экономического исполь­зования служит коэффициент использования энергии (к.и.э.), который выражается отношением количества энергии, теоретически необходимого на производство этой продукции, к фактически затраченному.

Тепловой к.и.д. процесса является частным случаем коэффициента использования энергии. Во многих про­изводствах к.и.э. еще довольно низок и не превышает 40 — 60%. Например, к.и.э. паротурбинных электростан­ций составляет около 40%, а тепловой к.и.э. процесса об­жига известняка составляет только 65% и т. д. Поэтому проблема рационального использования энергии, умень­шение потерь теплоты в окружающую среду, использова­ние так называемых вторичных энергетических ресурсов играют важную роль в промышленности.

На многих промышленных предприятиях широко ис­пользуется теплота отходящих газов и газообразных и жидких продуктов реакции, которая может быть утили­зирована в теплообменниках — рекуператорах, каме­рах — регенераторах и котлах — экономайзерах. В ряде производств используется отходящий пар после его при­менения для нагрева реакционных аппаратов. Вторичные энергетические ресурсы могут быть использованы для подогрева сырья, сушки, выпаривания, дистилляции, го­рячего водоснабжения, отопления и различных производ­ственных нужд. Например, в сернокислотном производ­стве используется теплота обжиговых газов, в технологи­ческих процессах производства соды, цемента главным источником вторичных энергоресурсов являются отходя­щие дымовые газы и т. д. Расход электрической энергии, например, в электрохимических производствах снижается устранением омических потерь в контактах и токопроводящих шинах, уменьшением сопротивления электролита за счет повышения его электропроводимости и сокраще­ния расстояния между электродами, а снижение расхода электроэнергии в электрометаллургических процессах до­стигается повышением количества электродов и улучше­нием конструкции печей.

В ряде химико-технологических процессов величина потерь аппаратами в окружающую среду достигает 10—15% от общего количества затраченной теплоты. Эти потери уменьшают тепловой изоляцией аппаратуры, ее конструктивным оформлением и выбором таких габа­ритов, которые обеспечивают минимальную поверхность теплоотдачи в окружающую среду.

Утилизация вторичных энергоресурсов и устранение потерь теплоты ведут к снижению себестоимости продукции, сокращению капитальных затрат в энергетические отрасли и обеспечивают экономию топлива в народном хозяйстве. В современных условиях нельзя рассматриватьтопливо только как источник тепловой энергии, гак как оно является также ценнейшим сырьем химической про­мышленности. Комплексное энергохимическое использо­вание топлива служит основой его рационального приме­нения в народном хозяйстве.

Сбережение теплоты и энергии является важнейшей государственной задачей. Достижение этой цели должно быть обеспечено проведением целого комплекса энерго­сберегающих мероприятий. Одним из важнейших на­правлений в технологии является создание малоемких производств за счет применения эффективных катализа­торов, ультразвука, магнитного поля, вакуума и других прогрессивных методов интенсификации технологических процессов.