Информационно-термодинамический принцип организации химико-технологических систем на примере удаления диоксида углерода из дымовых газов

• Автор: Налетов, Владислав Алексеевич
• Шифр специальности: 05.17.08, 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 258 с. : ил.

Оглавление
1. Введение. Актуальность проблемы и постановка задачи исследования
Глава 1. Анализ научных подходов к оптимальной организации химикотехнологических систем, методам энергосбережения и улавливания
диоксида углерода из дымовых газов
i. 1 Анализ научных подходов к оптимальной организации химикотехнологических систем
1.1.1 Оптимальная организация ХТС на основе эксерегетической концепции
1.1.2 Методы эксергоэкономического анализа
1.1.3 Оптимальная организация ХТС на основе информационнотермодинамической концепции
1. 2 Анализ технологических способов рекуперации энергии
1.2.1 Способ восстановления работоспособности потоков в паросиловом цикле Ренкина
1.2.2 Практическое использование цикла Ренкина с низкокипящими рабочими телами (НРТ)
1.3 Технологические способы улавливания диоксида углерода из очищенных от оксидов серы и азота дымовых газов
Выводы по главе
Глава 2. Информационно-термодинамический принцип организации химикотехнологических систем
2.1 Интерпретация принципа системной организации ХТС для многоцелевых процессов
2.2 Разработка информационного критерия усложнения ХТС
Выводы по главе
Глава 3. Реализация принципа системной организации ХТС при выборе
оптимального рабочего тела в цикле Ренкина
3.1 Обоснование выбора низкокипящих рабочих тел с позиции экологической целесообразности
3.2. Алгоритм расчета технологических параметров цикла Ренкина
3.3 Выбор оптимального рабочего тела на основании информационных критериев усложнения системы

3.3.1. Анализ зависимости критериев организованности пошагового усложнения системы от вида HPT
3.3.1.1. Расчет классического цикла Ренкина
3.3.1.2. Расчет модифицированного цикла Ренкина
3.3.1.3. Анализ результатов расчета
3.3.1.4 Расчет цикла Ренкина с гипотетическим регенератором
3.3.2 Выбор оптимального НРТ в цикле Ренкина
Выводы по главе
Глава 4. Разработка способа глубокого улавливания диоксида углерода из очищенных дымовых газов на основе совмещения цикла Ренкина и
холодильного цикла
4.1 Экспериментальные исследования
4.1.1 Промышленный эксперимент по определению характеристик дымовых газов коксохимического производства
4.1.2 Режимные испытания теплового двигателя и методика оценки его эффективности
4.2. Выбор элементной структуры комбинированной системы
4.2. Выбор элементной структуры комбинированной системы
4.2.1. Низкотемпературная конденсация
4.2.2 Низкотемпературная физическая абсорбция
4.2.3. Низкотемпературная десублимация (вымораживание)
4.3 Выбор давления в холодильном цикле с отдачей внешней работы
4.4. Выбор оптимальной топологии холодильного цикла с отдачей внешней работы
4.5. Разработка способа глубокого улавливания диоксида углерода на основе совмещения цикла Ренкина и холодильного цикла
4.6. Оценка величины предотвращенного ущерба от выбросов диоксида углерода
4.7. Оценка синергетического эффекта тригенерации на основе эксергетических показателей способа
4.7.1. Эксергетический анализ варианта
4.7.1.1. Эксергетический анализ цикла Ренкина с рабочим телом метаном
4.7.1.2. Эксергетический анализ холодильного цикла
4.7.2. Эксергетический анализ варианта
Выводы по главе
Основные выводы по работе
Список использованных источников
Приложение
Приложение 1. Результаты расчет цикла Реникна
1.1. Результаты расчета классического цикла Ренкина
1.2. Расчет модифицированного цикла Ренкина
1.3. Расчет цикла Ренкина с гипотетическим регенератором
Приложение 2. Результаты расчета цикла Гейландта в программе СЬетСас!
Приложение 3. Результаты расчета комбинированной системы цикла Ренкина с гипотетическим регенератором и циклом Гейландта в программе СЬетСаЬ
Приложение 4. Результаты расчета процесса «Ректизол» с использованием программного продукта СЬетСас!
1.2.1 Способ восстановления работоспособности потоков в паросиловом цикле Ренкина
В основе подавляющего большинства реальных энергогенерирующих установок, использующих энергию низкого потенциала, лежит паросиловой цикл Ренкина (рис. 1.5) [119]. Идеальный цикл Ренкина состоит из следующих процессов.
В парогенераторе происходит изобарный нагрев, испарение, перегрев рабочего тела до заданной температуры перегрева Т ] за счет тепла дымовых газов. После этого пар поступает в паровую турбину, в которой в результате адиабатного расширения от давления Р1 до Р2 производится работа; последняя трансформируется в расположенном на одном валу с турбиной электрогенераторе в электрическую энергию. Отработавший пар с параметрами Т2,Р2 поступает в конденсатор, где конденсируется при Тк. Далее с помощью насоса конденсат поступает снова в парогенератор, завершая цикл.
Рис. 1.5. Схема цикла Ренкина На рис. 1.6 в координатах Р,У и ТД представлен цикл Ренкина.