Энерготехнологическое комбинирование при получении водорода
Основным технологическим звеном энерготехнологической установки получения водорода является печь-реактор [8], где происходит паровая конверсия метана
. (51)
Исходное сырье (природный газ) под давлением прокачивают вместе с паром через подогреватель 7, а оттуда в подогретом состоянии газ поступает в реактор для конвертирования. Необходимый для конверсии водяной пар требуемых давления и температуры подается из парового котла, работающего на отходящих продуктах сгорания, поступающих из реактора. Вода питательным насосом подается в экономайзер 11, обогреваемый конверторным газом, а оттуда в барабан котла 4. Котловая вода из барабана поступает в испарительную часть котла 6 и в котел-охладитель конвертированного газа 10. Отсепарированный пар из барабана направляется в пароперегреватель 5, оттуда пар поступает в подогреватель 7, а затем в реактор для участия в процессе конверсии. Воздух для горения вентилятором 9 подается в воздухоподогреватель, а затем в горелки трубчатой печи.
Рис. 32. Энерготехнологическая схема получения водорода:
1 — трубчатая печь; 2 — трубчатые элементы с катализатором; 3 – горелка; 4 — барабан;
5 — пароперегреватель; 6 — испаритель основного котла-утилизатор;7 — подогреватель смеси газа и пара; 8 — воздухоподогреватель; 9 — вентилятор; 10 — газотрубный котел-утилизатор; 11 - экономайзер
Отходящие от реактора продукты сгорания с температурой 930 °С последовательно проходят газоходы пароперегревателя, испарителя, подогревателя сырья, воздухоподогревателей и дымососом выбрасываются в дымовую трубу. Конвертированный газ на выходе из реактора имеет температуру 830 °С и после охлаждения в котлах-охладителях направляется для дальнейшего технологического использования.
Количество пара, вырабатываемого в данной энерготехнологической установке, превышает потребность для целей конверсии. Избыток пара поступает в заводскую сеть для нужд производства.
Тепловой расчет схемы
Расход газа на конверсию В1, расход газа на сжигание В2,
сжигание осуществляется с коэффициентом избытка воздуха a = 1,05-1,2. Расход воздуха на сжигание составляет 
, расход продуктов сгорания 
.
Прямое преобразование солнечной энергии
Солнечные водоподогреватели
(гелиоводоподогреватели). Преобразование солнечной энергии в тепловую обеспечивается
за счет способности атомов вещества поглощать электромагнитное излучение. При
этом энергия электромагнитного излучения преобразуется в кинетическую энергию
атомов и молекул вещества, т.е. в тепловую энергию. Результатом этого является
повышение температуры. Для энергетических целей наиболее распространенным является
использование солнечного излучения для нагрева воды в системах отопления и горячего
водоснабжения.
Энергетическая программа РБ до 2010 года предусматривает крупносерийное
производство гелиоводоподогревательных установок, разработанных белорусскими учеными.
Основным элементов солнечной нагревательной системы является приемник, в котором
происходит поглощение солнечного излучения и передача энергии жидкости.
Подогреватели
воздуха. Солнечное излучение можно использовать для подогрева воздуха, просушивания
зерна, для обогрева зданий. На обогрев зданий в странах с холодным климатом расходуется
до половины энергетических ресурсов. Специально спроектированные или перестроенные
здания для использования солнечного тепла позволяют сэкономить значительные количества
топлива. Поскольку теплопроводность воздуха намного ниже, чем воды, передача энергии
от приемной поверхности к теплоносителю (воздуху) происходит намного слабее. Поэтому
нагреватели такого типа чаще всего изготавливают с шероховатыми (для турбулизации
потока) и имеющими большую площадь приемными поверхностями (для увеличения поверхности
теплообмена).
