1、基于能量集成的CO2减排量的确定冯霄西安交通大学化学工程系CO2Emission Reduction through Energy Integration主要内容1.前言2.能量集成的基本概念3.CO2减排量的计算方法4.工程实例（PTA能量集成）5.结论1.前言温室效应引起全球气候变暖，是当前国际社会共同关注的重大环境问题之一。CO2是对全球气候变暖影响最大的一种温室气体，其温室效应占整个大气层的温室效应来源的60。大气中CO2等温室气体浓度的增加主要是因为人类活动的结果。Diagram能源利用工业过程采伐森林农 业大气中 CO2浓度增加大气中大气中浓度增加浓度增加温室效应加剧温室效应温室效
2、应加加剧剧中国所有人为活动引起的温室气体排放中，CO2的排放量最大，其中能源活动引起的CO2排放占96。据估计中国能源活动产生的二氧化碳排放位居第二，仅次于美国。随着能源消费的增加，中国温室气体总排放量仍会有较大幅度的增长。化工生产属能源密集性生产过程，化工生产过程中CO2的排放，基本是由于化工生产过程中利用能源或燃烧燃料产生的。因此，对企业的能量系统进行集成，不仅可以提高能源的利用效率，也可以减少CO2的排放。夹点技术夹点技术夹点技术提高能源的利用效率提高能源的利用效率提高能源的利用效率减少 CO2的排放减少减少的排放的排放能量集成能量集成能量集成减排量计算减排量计算CO2减排量减排量能量集
3、成能量集成能量集成2 能量集成的基本概念夹点分析技术是建立在热力学基本定律的基础上，用于化工过程集成的方法体系。复合曲线 总复合曲线夹点技术夹点技术是以热力学为基础，运用拓扑学的概念和方法，对过程系统作出直观、形象的描述与处理，从客观的角度分析过程系统中能量流沿温度的分布，从中发现系统用能的“瓶颈” 所在，并给以“解瓶颈”的一种方法。当一股物流吸入或放出 dQ热量时，其温度发生 dT的变化，则dQ=CPdT式中：CP热容流率，单位为kW/。热容流率是质量流率与定压比热的乘积。如果把一股物流从供给温度 TS加热或冷却至目标温度 TT，则所传的总热量为：Q= CP dT若热容流率 CP可作为常数，
4、则Q=CP(TT-TS)= H 这样就可以用温 -焓图上的一条直线表示一股冷流被加热或一股热流被冷却的过程。 CP值越大， T-H图上的线越平缓。单一物流的温焓线的特征 物流温焓线的斜率为物流热容流率的倒数 温焓线可以在TH图上平移，而并不改变其对物流热特性的描述TTtTsTH=QH（ a）冷流股THTTQSTTHTTQTS冷物流 热物流在过程工业的生产系统中，通常总是有若干冷物流需要被加热，而又有另外若干热物流需要被冷却。对于多股热流，我们可将它们合并成一条热复合曲线；对于多股冷流，我们也可将它们合并成一条冷复合曲线。物流的复合温焓线复合温焓线的作法 划分温区 计算各温区内的热量T HA B
5、 C T1T2T3T4T5()()TTB12()( )TTABC23+()()TTAC34+)(54( ATT 每一个温区的总热量可表示为：+=jiijiTTCPH )(1THT1T2T3T4T5热流的复合温焓线当有多股热流和多股冷流进行换热时，可将所有的热流合并成一根热复合曲线，所有的冷流合并成一根冷复合曲线，然后将两者一起表示在温-焓图上。在温-焓图上，冷、热复合曲线的相对位置有三种不同的情况夹点的形成ABIIIIIIQC1 QH1QC2QH2QR2QH3QR3QC3但是，在夹点温差为零下操作需要无限大的传热面积，是不现实的。可以通过技术经济评价而确定一个系统最小的传热温差夹点温差。因此，
6、夹点可定义为冷热复合温焓线上传热温差最小的地方。确定了夹点温差之后的冷热复合曲线图夹点的特征夹点处的传热温差最小夹点处系统的热通量为零夹点的意义（1）夹点处热、冷物流间传热温差最小，限制了进一步回收过程系统的能量，构成了系统用能的“瓶颈”。（2）夹点把过程系统分为两个独立的子系统：夹点上方为净热阱，夹点下方为净热源。夹点的分析热源 热阱 夹点TH 图 5a热源热阱QCMIN QHMIN TH 图 5b 夹点设计的原则夹点之上不应设置任何公用工程冷却器夹点之下不应设置任何公用工程加热器不应有跨越夹点的传热换热网络的节能潜力=实际加热公用工程量-最小加热公用工程量总复合曲线总复合曲线以冷、热流体的平均温度为纵坐标，焓为横坐标。总复合曲线可以从冷热复合曲线获得：将冷复合曲线上移半个夹点温差，将热复合曲线下移半个夹点温差，然后再由同温度下两曲线上的横坐标相减即得该温度下总复合曲线的横坐标值。总复合曲线总复合曲线表示系统中热通量与温位的关系总复合曲线的作用合理的配置系统的公用工程合理的设置热机、热泵、分离器等
