hrvatski

Analiza rashladnog sustava sintezne sekcije postrojenja za proizvodnju amonijaka

Kod industrijskih procesa često su nužne rekonstrukcije procesa s ciljem povećanja energetskih ušteda, kapaciteta proizvodnje te smanjenja onečišćenja. Često se poboljšanjem rada jedne procesne jedinice unutar procesa poremeti rad ostalih jedinica u postrojenju te je potrebno analizirati rad tih jedinica i po potrebi ih prilagoditi novonastaloj situaciji, kao što je postignuto u ovom radu. Analiziran je rashladni sustav sintezne sekcije postrojenja za proizvodnju amonijaka iz tranzicijske zemlje jugoistočne Europe, projektiranog od strane američke tvrtke Pullman Kellog LTD. Dvadesetak godina kasnije, tvrtke Ammonia Casale i Air-Product rekonstruirale su postojeće postrojenje, primjenom novih tehnologija, u svrhu povećanja energetske učinkovitosti, smanjenja emisija štetnih plinova u okoliš te povećanja kapaciteta proizvodnje. Uz sva postignuta poboljšanja i dalje postoji mogućnost za dodatnim uštedama te je stoga osnovna svrha ovog rada dodatno poboljšati rad procesa s ciljem energetskih ušteda po količini gotovog produkta. Simulacijom modela procesa, u programskom paketu ChemCAD, dobiven je uvid u postojeće stanje postrojenja kako bi se potom omogućila provedba integracije topline, pinch tehnologijom, i naposljetku postigla eventualna poboljšanja rada rashladnog sustava, s naglaskom na energetske uštede. Kako je rekonstrukcijom sinteznog dijela rashladni dio procesa ostao nepromijenjen, osnovni cilj pinch analize je odgovoriti na pitanja kao što su: jesu li postojeći procesi energetski učinkoviti, koje se promjene i investicije mogu učiniti kako bi se postigla dodatna poboljšanja, kako povezati energetsku učinkovitost i ostale ciljeve, kao što su smanjenje emisija te povećanje proizvodnje konačnog produkta, u jedan strateški plan. Toplinska analiza procesa provođena je primjenom pinch tehnologije, algebarskom metodom, pomoću tabličnog kalkulatora Pinch Analysis Spreadsheet. Koraci pinch analize uključuju traženje pogonske sile u vidu minimalne temperaturne razlike i to one koja prema literaturnim referencama, navedenim u radu, najbolje opisuju problem rashladnog sustava sintetiziranog amonijaka. Sljedeći korak odnosi se na izradu velikih sastavnih krivulja pri čemu su promatrana dva odvojena slučaja jer sustav obuhvaća amonijak kao rashladno sredstvo, koji u usporedbi s vodom ima izrazito nižu temperaturu vrelišta. Posljednjim korakom toplinske analize razvijene su mreže izmjenjivača topline na pripadajućim pinch točkama te su, poštujući pravila pinch analize, spojene hladna i topla strana izmjenjivača. Mrežom je grafički određeno kako četiri izmjenjivača topline nisu dobro integrirana te za proces izmjene topline troše veće količine rashladnog sredstva nego je potrebno. Iz tog se razloga javila potreba za presijecanjem struja regulacijom vrijednosti protočnih toplinskih kapaciteta, odnosno preusmjeravanjem tokova. Kako je proces proizvodnje amonijaka izrazito energetski zahtjevan čak i minimalan povrat tvari i topline može rezultirati značajnim energetskim uštedama kao što je i dobiveno cjelokupnom analizom rashladnog sustava. Za izmjenjivače topline kod kojih nije postignuta potpuna integracija topline postiglo se smanjenje energetskih potreba za čak više od deset puta, a u pojedinim konkretnim slučajevima i bez uvođenja dodatnog pomoćnog medija. Ukoliko bi se navedene promjene uzele u obzir, u postrojenju bi se na godišnjoj razini postigle značajne ekonomske uštede.

pinch tehnologija ; toplinska integracija ; proizvodnja amonijaka

nije evidentirano