Title: Energy savings through heat integration of continuous tank reactors into heat recovery systems
Abstract: Heat integration studies will only be of benefit if applied to the whole of the process system. Hence, possibilities of heat integration should be investigated at the very first stage of plant design. At such a primary stage, only approximate solutions are required, so as to produce ideas for generating an economically promising flowsheet of the process. The present paper discusses the application of the pinch method to the heat integration of continuous tank reactors into the heat recovery system. Conditions of energy saving through heat integration are investigated, considering the resulting changes in reaction and process parameters. Furthermore, the changes in capital costs of both the reactor and the heat exchanger network are included in the cost estimations when searching for the optimum design. To simplify the design calculations, the general approach in this paper is restricted to an irreversible, exothermic reaction. Es wird ein Berechnungsverfahren erläutert, mit dessen Hilfe Schaltungen von wärmeübertragenden Apparaten auf der Basis der Pinch-Methode erstellt werden können. Dabei werden zusätzlich die Energieströme berücksichtigt, die in chemischen Rührkesselreaktoren infolge exothermer Reaktionen umgesetzt werden. Ziel dieser Erweiterung ist es, die thermische Kopplung eines chemischen Rührkesselreaktors mit weiteren, von Reaktor unabhängig betriebenen Anlagenkomponenten zu untersuchen. Dies ist von praktischer Bedeutung, wenn das in den Reaktor eintretende oder darin befindliche Stoffgemisch durch einen anderen Stoffstrom beheizt oder gekühlt wird. Die für den Bereich des Reaktors maßgeblichen Prozeßparameter werden durch die thermische Kopplung verändert. Ob solche Veränderungen technisch verwirklichbar sind, wird anhand des sog. zulässigen Betriebsbereiches des Reaktors festgestellt. Der zulässige Betriebsbereich wird durch die oberen und unteren Grenzen der Prozeßparameter festgelegt, innerhalb deren die Reaktionsführung technisch möglich ist. Durch das Einführen von Grenzbedingungen für die maximale und minimale Einsparung der Energiekosten wird der zulässige Betriebsbereich zusätzlich eingeschränkt. Der kostengünstigste Betriebszustand des Reaktors wird mit Hilfe von empirischen Kostenfunktionen ermittelt. Die aufgestellten Überlegungen werden an einem vereinfachten Beispiel für exotherm ablaufende Reaktionen erläutert.
Publication Year: 1989
Publication Date: 1989-08-01
Language: de
Type: article
Indexed In: ['crossref']
Access and Citation
Cited By Count: 1
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