Аннотация 2
Перечень сокращений и обозначений 3
Введение 5
1 Описание факельной установки 7
1.1 Характеристика факельной установки 7
1.2 Требования к факельной установке 11
1.3 Состояние факельной системы предприятия 13
1.4 Предлагаемые изменения 18
2 Расчет материального баланса сжигания на факельном стволе №2 20
2.1 Материальный баланс для существующего факельного оголовка 20
2.2 Материальный баланс для проектного факельного оголовка 27
3 Анализ внедрения факельного оголовка 34
3.1 Преимущества и недостатки при внедрении факельного оголовка со струйным затвором 34
3.2 Конструкция внедряемого факельного оголовка 36
3.3 Технические характеристики внедряемого факельного оголовка 44
3.4 Принцип работы факельного оголовка со струйным затвором 49
3.5 Технико-экономический расчет 50
Заключение 52
Список используемых источников 53
Большое число заводов и предприятий химической промышленности используют факельные установки. Большинство таких установок используются экономически неэффективно. Факельные установки необходимы для сжигания газовых выбросов, к которым чаще всего относят некондиционные смеси газов. Количество, а также состав газовых выбросов чаще всего отличаются для отдельной факельной установки. На таких предприятиях газовые смеси и пары также сбрасывают в факельную установку, которые не представляется возможным использовать в качестве топлива в печах либо в установках с газовыми котлами.
В последнее время все чаще поднимается вопрос повышения энергосбережения и энергетической эффективности.
«Рост мирового энергопотребления является ключевым фактором, оказывающим влияние на будущий облик этого направления. Наряду с истощением дешевых запасов традиционных углеводородных газов и паров будет наблюдаться активное использование возобновляемых источников энергии, ядерной энергии, создание новых энергосберегающих систем.
К ключевым научно-технологическим трендам, формирующим облик данного приоритетного направления, в первую очередь относятся:
- внедрение энергосберегающих технологий позволит снизить нагрузку на экономику за счет снижения энергоемкости и уменьшения себестоимости продукции, а также обеспечить улучшение экологической ситуации за счет уменьшения выбросов парниковых газов в атмосферу и других вредных загрязнений;
Развитие данного научно-технологического направления позволит удовлетворить растущий спрос на энергоносители в мире, а также ответить на возникающие вызовы в области энергетики: истощение дешевых запасов традиционных углеводородных газов и паров, ужесточение требований к безопасности и экологичности энергетических систем» [1].
На ООО «Тольяттикаучук» сбор и последующее сжигание горючих газов и паров производится с помощью факельных установок (в состав, которого входит: пропан, изобутан, изопентан). Существующий оголовок факельного ствола №2 оснащен лабиринтным затвором и для более полного, бездымного сгорания, сбрасываемых газов и паров предусмотрена подача водяного пара. Данная технология является энергозатратной, поскольку каждый год потребляется более 4 Гкал тепловой энергии пара, а также не экологичной, поскольку происходят выбросы аммиака, монооксида углерода, метана, а также значительные выбросы оксида углерода. В связи с этим в данном проекте, предложено оснащение факельного оголовка со струйным затвором с подачей атмосферного воздуха.
Целью ВКР является снижение затрат на энергетические ресурсы и повышение экологичности при сжигании горючих газов и паров за счет снижения суммарных выбросов аммиака, метана, монооксида и оксида углерода.
Задачи:
1. Обосновать выбор энерго- и ресурсосберегающего процесса факельной установки.
2. Провести расчет материального баланса для выбранной технологии.
3. Предоставить преимущества выбранной технологии.
В данной ВКР рассмотрен метод сжигания углеводородных газов с помощью факельного оголовка. Рассмотрено сжигание газов с помощью насыщения пара и подачи природного газа.
На текущий момент, можем наблюдать, что за счёт подачи пара идёт малое насыщение газов, что не позволяет производить более полное сжигание смеси.
В предлагаемой технологии вместо пара мы насыщаем углеводородные газы кислородом, то есть воздухом, что позволяет производить более полное сжигание.
Был произведен расчет материального баланса, что подтверждает эффективность данного предложения, поскольку происходит более полное сжигание газов с помощью воздуха.
Экономический эффект в результате получаем следующий: за счет того, что мы тратим большое количество пара, а воздух мы можем брать с атмосферы за счёт приточной системы (воздуходувки), мы не будем тратить определенную сумму на пар. За счет того, что кислородом идёт более полное насыщение углеводородных газов, мы так же будем тратить меньше природного газа на сжигание в факельном стволе.
Экологический эффект получаем следующий: за счет того, что насыщение кислородом идёт более полное, нежели со случаем, когда подается пар, это позволяет нам производить более полное сжигание смеси, за счет этого идет меньшее количество выбросов в атмосферу.
Исходя из полученных технико-экономических расчетов, можно сделать вывод о том, что техническое решение по замене оголовка факельной установки на оголовок со струйным затвором позволяет сэкономить как энергоресурсы, так и получить финансовую экономию. Данный проект имеет срок окупаемости 3 года, что является благоприятным, поскольку срок окупаемости не превышает 5 лет.
