Химико-технологические системы
ВВЕДЕНИЕ
Интенсификация и модернизация действующих производств, развитие экологически чистых и безотходных технологий, создание энерго- и материалосберегающих технологических схем требует качественной подготовки инженерных кадров широкого профиля. В этой связи важное место отводится курсу «Общая химическая технология», которым завершается общая химико-технологическая подготовка будущих инженеров.
Главной целью курса «Общая химическая технология» является приобретение знаний основных закономерностей химического производства с учетом использования положений общенаучных (химия, физика, физическая химия, математика) и общеинженерных дисциплин (процессы и аппараты химических производств), овладение умениями применения указанных закономерностей к анализу стадий химико-технологического процесса и создания оптимальных химико-технологических систем, выполнения химико-технологических расчетов и навыками практического использования полученных знаний в своей профессиональной деятельности.
Программа курса включает цикл лекций и лабораторный практикум. Для лучшего усвоения материала предусмотрено выполнение контрольной работы.
Список литературы, необходимый для успешного изучения курса ОХТ и выполнения контрольной работы, приведен в конце данного пособия.
ТРЕБОВАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Задания на выполнение контрольной работы выдаются преподавателем в период установочной лекции. Студенты заочной формы обучения выполняют и высылают контрольную работу на рецензирование до начала соответствующей экзаменационной сессии.
Каждый вариант контрольной работы включает 5 задач по основным разделам курса. По каждой задаче предусмотрено до 10 видов заданий. Студент решает вариант, соответствующий последней цифре шифра, а номер задания (примера) – соответствующий предпоследней цифре шифра. Так, если номер зачетки 480345 – студент решает задачи 5-го варианта, задание (пример) 4.
В целях успешного выполнения контрольной работы, а также текущего контроля хода ее выполнения преподавателями кафедры организованы регулярные консультации. Кроме того, в начале каждой задачи настоящего методического пособия подробно рассматриваются примеры решения данных типов задач.
Контрольная работа оформляется в тетрадях общего формата. Все расчеты должны выполняться в международной системе СИ с подробным их описанием.
ПРОГРАММА КУРСА
«ОБЩАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ»
Введение
Цели и задачи курса. Химическая технология как наука о наиболее экономичных и экологически обоснованных методах химической переработки сырья, природных материалов в предметы потребления и средства производства. Основные направления в развитии химической технологии – создание высокоэффективных производств, энерго- и материалосберегающие технологии, защита окружающей среды от промышленных загрязнений, новые эффективные процессы получения химической продукции.
Химико-технологические системы
Химическое производство как система взаимосвязанных потоков, элементов и протекающих в них процессов, основные понятия и определения. Химическое производство, производственные объединения, химико-технологический процесс (ХТП), технологические параметры, технологический режим, сырье, вспомогательные материалы, целевой продукт, отходы и др.
Химическое производство как многофункциональная химико-технологическая система (ХТС). Функциональные подсистемы – подготовка сырья, химическое превращение, выделение целевого продукта, утилизация отходов и обезвреживание сточных вод и газообразных выбросов.
Качественные и количественные оценки эффективности химического производства. Технологические показатели: степень превращения, выход, селективность, расходные коэффициенты, производительность, мощность. Экономические показатели: себестоимость продукта, приведенные затраты, производительность труда. Эксплуатационные показатели: надежность и безопасность функционирования, управляемость. Социальные показатели: степень механизации и автоматизации, наличие выбросов, отходов, меры по охране окружающей среды.
Составление и расчет материальных и тепловых балансов ХТС и ее подсистем, отдельных элементов.
Эксергетический анализ как метод оценки эффективности использования потенциала сырья и энергии.
Общие принципы разработки и создания ХТС. Основные этапы создания химико-технологических процессов. Классификация моделей ХТС. Функциональная, структурная, операторная, технологическая схемы. Типы технологических связей.
Сырьевая и энергетическая подсистемы ХТС. Классификация сырья, запасы сырья и энергии, вторичные материальные и энергетические ресурсы. Рациональное и комплексное использование сырьевых ресурсов. Принципы обогащения сырья. Использование воды и воздуха в промышленности. Промышленная водоподготовка.