Энергетические ресурсы и их классификация

Современная химическая промышленность является одним из крупнейших потребителей топлива и электроэнергии. Структура потребления энергии характеризуется следующими данными, %: тепловая (пар и горячая вода) – 50; электрическая – 40; топливо прямого использования – 10 [1].

Основным видом энергии является тепловая, которая применяется для осуществления разнообразных процессов – нагрева, плавления, сушки, выпаривания, дистилляции, тепловой десорбции, эндотермических превращений. Тепловые процессы подразделяют на высокотемпературные (более 500°С), среднетемпературные (150–500°С), низкотемпературные (50–150°С) и криогенные (менее –153°С). Соответственно, для каждого вида процессов характерно использование различных температурных потенциалов.

Тепловая энергия высокого потенциала используется главным образом для изменения физико-химических свойств сырья или полуфабрикатов посредством их обжига, а также для интенсификации химических реакций при высоких температурах. Эту энергию получают за счет сжигания различных видов топлива (угля, мазута, природного газа). Теплоносителем в данном случае являются топочные газы. Примерами средне- и низкотемпературных процессов служат термический крекинг и пиролиз, выпарка и дистилляция, сушка и т. д. Основными теплоносителями для обеспечения энергией средне- и низкотемпературных процессов выступают пар и горячая вода. К криогенным относятся процессы, используемые в криотехнологии (криокристаллизация, криоэкстрагирование, криоизмельчение и др.).

Электрическая энергия применяется для проведения электрохимических (электролиз растворов и расплавов) и электротермических (плавление, нагревание, синтез при высоких температурах) процессов. Электрическая энергия служит также для освещения и широко используется для получения механической энергии в электроприводах различных машин и механизмов. В химической промышленности применяются также процессы, связанные с электромагнитными и электростатическими явлениями.

Механическая энергия необходима главным образом для физических операций: дробления, измельчения, смешения, центрифугирования, работы насосов, компрессоров и вентиляторов, а также для различных вспомогательных операций (транспортировка, дозировка, упаковка и т. п.)

Основными видами энергетических ресурсов в современных условиях являются горючие ископаемые (нефть, природный газ, уголь, сланцы, торф) и продукты их переработки; энергия воды (гидроэнергия); биомасса (древесина и другое растительное сырье). Используется также атомная энергия, энергия ветра и солнца.

Энергетические ресурсы разделяют на топливные и нетопливные, возобновляемые и невозобновляемые, первичные и вторичные.

Топливные энергетические ресурсы подразделяют на твердые (каменные и бурые угли, антрациты, торф, дрова и продукты их переработки: кокс, древесный уголь и др.), жидкие (нефть, газовый конденсат, бензин, керосин, мазут и др.), газообразные (природный, попутный, коксовый, генераторный газ и др.).

Все возобновляемые энергетические ресурсы являются производными от энергии солнца, и их можно классифицировать по следующим категориям: солнечная энергия (прямая радиация), гидроэнергетические ресурсы, энергия ветра, биомасса. К невозобновляемым энергетическим ресурсам относят те ресурсы, которые по мере их добычи необратимо уменьшаются. Все вышеперечисленные ресурсы относятся к первичным.

Вторичными энергетическими ресурсами (ВЭР) называется энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологических агрегатах, которые не применяются в самом технологическом агрегате, но могут частично или полностью быть использованы для энергоснабжения других агрегатов.

По виду энергии вторичные энергетические ресурсы разделяются на три группы:

1) горючие (топливные) ВЭР – химическая энергия отходов технологических процессов химической и термохимической переработки углеродсодержащего сырья, отходящих газов многих производств, отходов лесной, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности и т. д.;

2) тепловые ВЭР – физическая теплота отходящих газов технологических агрегатов, основной, побочной, промежуточной продукции и отходов производства, отработанного пара и горячей воды;

3) ВЭР избыточного давления (силовые) – потенциальная энергия газов и жидкостей, выходящих из технологических агрегатов, находящихся при избыточном давлении.

В зависимости от видов и параметров рабочих тел различают четыре основных направления использования вторичных энергетических ресурсов: топливное (непосредственное применение горючих компонентов в качестве топлива); тепловое (использование теплоты, получаемой непосредственно в качестве вторичных энергетических ресурсов, или теплоты и холода, вырабатываемых за счет вторичных энергетических ресурсов в утилизационных установках, а также в абсорбционных холодильных установках); силовое (использование механической или электрической энергии, вырабатываемой в утилизационных установках (станциях) за счет вторичных энергетических ресурсов); комбинированное (использование теплоты, электрической или механической энергии, одновременно вырабатываемых за счет вторичных энергетических ресурсов).

Поиск по сайту: