熱泵精餾與多效精餾的節(jié)能原理
熱泵精餾與多效精餾的節(jié)能原理,康景輝蒸發(fā)器小編和大家一起聊聊熱泵精餾與多效精餾以及他們的節(jié)能原理。
一、什么是精餾
在化學(xué)工業(yè)、石油化工生產(chǎn)中,精餾是一個(gè)主要的耗能領(lǐng)域。盡管大多數(shù)工業(yè)精餾裝置的能源利用率不到10 %,但由于常規(guī)精餾塔設(shè)備簡(jiǎn)單、投資低,因而至今仍為人們廣泛采用。
隨著能源價(jià)格逐漸上漲,這種傳統(tǒng)的工業(yè)裝置和設(shè)備已受到了來(lái)自能源領(lǐng)域的強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)。
化學(xué)工業(yè)中,精餾過(guò)程是能量消耗比較大的單元操作之一,精餾過(guò)程的節(jié)能問(wèn)題引起了人們的重視。
目前常見的精餾節(jié)能工藝,有:多效精餾、熱泵精餾等。多效精餾作為一種精餾節(jié)能新工藝受到了廣泛應(yīng)用。
二、多效精餾和熱泵精餾工藝
1、熱泵精餾
熱泵精餾是把精餾塔塔頂蒸汽加壓升溫,使其用作塔底再沸器熱源,回收塔頂蒸汽的冷凝潛熱。根據(jù)熱泵所消耗的外界能量不同,熱泵精餾可以分為蒸汽壓縮式和蒸汽噴射式兩種。
熱泵精餾工作原理熱泵是一種利用少量高品位機(jī)械能,將低溫位熱能的溫度提高到更為有用的水平的裝置。.圖1為機(jī)械蒸發(fā)壓縮式熱泵。系統(tǒng)由兩個(gè)熱交換器,一個(gè)壓縮機(jī)械,一個(gè)膨脹閥和工質(zhì)組成。在蒸發(fā)器里,工質(zhì)在溫度TI下蒸發(fā),同時(shí)從熱源獲取熱量Q1,然后工質(zhì)經(jīng)壓縮在冷凝器中于較高的溫度T12下給出潛熱O2,冷凝了的工質(zhì)再經(jīng)膨脹閥膨脹后到蒸發(fā)器,完成了整個(gè)循環(huán)。
2、多效精餾
根據(jù)液體沸點(diǎn)隨壓力增加而升高的原理,當(dāng)幾個(gè)精餾塔并聯(lián)或串聯(lián)操作時(shí),由于操作壓力不同,可將高壓塔頂?shù)恼羝鳛榈蛪核椎臒嵩?,這種精餾流程稱為多效蒸餾。
多效精餾流程以多塔代替單塔,各級(jí)能位級(jí)別不同,能位較高塔排出的能量用于能位較低的塔,從而達(dá)到節(jié)能的目的。也就是說(shuō),多效精餾系統(tǒng)由若干壓力不同的精餾塔構(gòu)成。而且依壓離高低的順序,相鄰兩個(gè)塔的高壓塔塔頂蒸氣作低壓塔再沸器的熱源,除壓力低的塔之外,其余各塔塔頂蒸氣的冷凝潛熱被精餾系統(tǒng)自身收回利用。從而使精餾過(guò)程的能耗降低。
多效精餾的工藝流程根據(jù)加熱蒸汽和物料的流向不同。通常也分為平流、順流和逆流三種。
多效精餾按效數(shù)可分為兩效、三效等,近幾年來(lái),為了提高節(jié)能效果或降低設(shè)備費(fèi)用,還提出了一些新的工藝流程。當(dāng)前,多效精餾中應(yīng)用多的是兩效,其次是三效,四效極少。
與普通精餾塔精餾相比,多效精餾可以太幅度降低再沸器的水蒸氣耗量。如果分離某一物系,可以采用幾種精餾工藝時(shí),多效精餾的能耗一般也比其它精餾工藝低。例如,用不同的精餾工藝分離乙醇水溶液時(shí),再沸器水蒸氣耗量不同。
熱泵精餾和多效精餾在精餾過(guò)程中都起到了相當(dāng)好節(jié)能的作用,能耗系數(shù)越大,節(jié)能效果越顯著。