Academic Journal
A COMPREHENSIVE REVIEW OF METHODS OF SECONDARY ENERGY RESOURCES THERMAL INTEGRATION INTO TECHNOLOGICAL PROCESSES FOR OPTIMIZATION THE NATURAL CAPACITY OF INDUSTRIAL PRODUCTS
| Title: | A COMPREHENSIVE REVIEW OF METHODS OF SECONDARY ENERGY RESOURCES THERMAL INTEGRATION INTO TECHNOLOGICAL PROCESSES FOR OPTIMIZATION THE NATURAL CAPACITY OF INDUSTRIAL PRODUCTS |
|---|---|
| Source: | Integrated Technologies and Energy Saving; No. 2 (2025): Integrated Technologies and Energy Saving; 25-37 Интегрированные технологии и энергосбережение; № 2 (2025): Інтегровані технології та енергозбереження; 25-37 Інтегровані технології та енергозбереження; № 2 (2025): Інтегровані технології та енергозбереження; 25-37 |
| Publisher Information: | National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 2025. |
| Publication Year: | 2025 |
| Subject Terms: | теплоенергетична інтеграція, хімічна індустрія, ресурси, article, природокористування, environmental management, Heat-and-power integration, стаття, оптимізація, енергія, chemical industry, resources, optimization, energy |
| Description: | У статті представлено комплексний системний огляд методів теплоенергетичної інтеграції у хіміко-технологічних процесах з акцентом на підвищення енергоефектив- ності, зниження викидів парникових газів та раціональне використання вторинних ре- сурсів, які виступають джерелами теплоти. Досліджено основні напрями утилізації від- працьованого тепла, зокрема використання димових газів, гострої пари, вторинної па- ри, тепла побутових та промислових стоків, а також енергії надлишкового тиску в газо- розподільних системах. Окрему увагу приділено технологіям когенерації, рекуперації, використанню теплових насосів та теплообмінного обладнання у різних галузях проми- словості. Показано, що димові гази можуть бути ефективним джерелом повторного те- плового використання завдяки високій температурі та поширеності у більшості тепло- вих процесів. Водночас описано обмеження, пов’язані з нерівномірністю впливу їхньо- го теплового поля та високими витратами на транспортування. Розглянуто переваги та недоліки використання вторинної пари у процесах випарювання, дистиляції, сушіння, опалення та генерації електроенергії. Проаналізовано перспективи інтеграції у стічних і промислово-каналізаційних системах, що дозволяє зменшити екологічне навантаження та частково компенсувати втрати тепла. Наголошено на потенціалі рекуперації тепла на рівні компонентів, будівель, мереж та очисних споруд, визначено технічні складності впровадження через забруднення теплообмінного обладнання. Розглянуто феномен втрати енергії при редукуванні тиску у газопроводах, що відкриває можливості для впровадження турбодетандерів. У підсумку дослідження вказано на стратегічну важливість теплоенергетичної інтеграції як шляху до зниження ресурсоємності та підвищення стійкості промислових систем. Обґрунтовано, що найбільш перспективним напрямом є утилізація тепла димових газів, хоча у залежності від галузі більш доцільними можуть виступати й інші варіанти. Практичне значення дослідження полягає у створенні теоретичного підґрунтя для впровадження енергоощадних рішень у промисловості на основі системної інтеграції теплових потоків. The article presents a systematic review of heat-and-power integration methods into chemical-technological processes, focusing on enhancing energy efficiency, reducing green-house gas emissions and optimizing thermal resource utilization. The study investigates key directions for waste heat recovery, including the use of flue gases, superheated and secondary steam, heat from domestic and industrial wastewater, and the energy of excess pressure in gas distribution systems. Special attention is given to technologies of cogeneration, heat recovery, and the application of the heat pumps and exchangers across various industrial sectors. It is shown that flue gases offer high potential for thermal reuse due to their elevated temperatures and prevalence in heat-intensive operations. At the same time, limitations such as uneven heating and high transport costs are noted. The study discusses the advantages and shortcomings of secondary steam in processes like evaporation, distillation, drying, heating, and electricity generation. It further explores the integration potential in sewage systems, highlighting how thermal recovery at component, building, network and treatment plant levels can reduce environmental impact and reclaim energy losses. However, challenges such as heat exchanger fouling present significant barriers to implementation. The article also addresses energy losses due to pressure reduction in gas pipelines, underlining the potential of turboexpander technologies. The analysis concludes that thermal energy integration plays a strategic role in reducing resource intensity and enhancing the sustainability of industrial systems. Among the evaluated solutions, the recovery of flue gas heat emerges as the most promising due to its efficiency and technological feasibility, although other approaches may be more appropriate depending on industry-specific conditions. The practical value of the study lies in providing a theoretical basis for the implementation of energy-saving measures in industry through a systematized approach to thermal flow integration. |
| Document Type: | Article |
| File Description: | application/pdf |
| Language: | Ukrainian |
| ISSN: | 2078-5364 2708-0625 |
| Access URL: | http://ite.khpi.edu.ua/article/view/341339 |
| Accession Number: | edsair.scientific.p..8d7177f88b51dadc77088e6139569ea5 |
| Database: | OpenAIRE |
| ISSN: | 20785364 27080625 |
|---|