WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаОрганізація виробництва, Трудове право України, Cоцзахист → Системи технологій та технологічні процеси – основні поняття. Інноваційні процеси в технологіях. Основні показники ефекту та ефективності інновацій (к - Контрольна робота

Системи технологій та технологічні процеси – основні поняття. Інноваційні процеси в технологіях. Основні показники ефекту та ефективності інновацій (к - Контрольна робота

У технології адсорбцію використовують для очищення та висушування рідин, газів, розділення сумішей рідин і газів, виділення легких розчинників, освітлення розчинів, очищення води тощо. Адсорбцію використовують у харчовій, хімічній, нафтовій та інших промисловостях.

В) Дистиляція. Дистиляцією називають розділення сумішей рідин на окремі складові частковим випаровуванням рідини з наступною конденсацією утвореної пари.

Якщо суміш рідин, які мають різну температуру кипіння нагріти до певної температури для часткового випаровування, а отриману пару конденсувати, то утворений конденсат матиме велику кількість рідини, що кипить за нижчої температури, а залишок збагатиться тою, що кипить за вищої. Дистиляцією не можна отримати чисті речовини. Вони завжди будуть забруднені речовинами, які киплять за вищої температури.

Для отримання чистих речовин рідину багаторазово випаровують і утворену пару конденсують. Такий спосіб розділення рідин називають ректифікацією. Ректифікацію проводять в реакторах безперервної дії, які називають тарілковими ректифікаційними колонами.

Дистиляцію та ректифікацію використовують у нафтопереробній, спиртовій, фармацевтичній та інших промисловостях.

Г) Кристалізація. Кристалізацією називають виділення твердої речовини у вигляді кристалів або кристалітів із розчинів чи розплавів.

Кристалізація починається з утворення центрів кристалізації, зародження яких залежить від температури розчину або розплаву, концентрації розчину, швидкості перемішування розчину або розплаву тощо. Чим більше зародиться центрів кристалізації, тим дрібнішими будуть кристали або кристаліти і навпаки. Великі кристали чи кристаліти отримують у разі повільного їх росту без перемішування розчину чи розплаву. За таких умов кристалізації продуктивність агрегатів (кристалізаторів) невелика.

Для підвищення продуктивності кристалізаторів використовують охолодження, вакуумування тощо. Кристалізатори працюють періодично та безперервно. Кристалізатори безперервної дії продуктивніші, ніж періодичної.

Кристалізація лежить в основі виробництва мінеральних добрив, металів і сплавів, нанесення на поверхні виробів металевих покрить, отримання відливків тощо.

Кристалізацію використовують у харчовій, хімічній, фармацевтичній, металургійній та інших промисловостях.

Д) Висушування. Висушуванням називають процес вилучення вологи з різних за агрегатним станом речовин. Висушують гази, рідини та тверді речовини. Висушування є природне і штучне.

Природне висушування відбувається під дією сонця, вітру, морозу.

Штучне висушування проводять відтисканням, пресуванням, адсорбцією, сублімацією тощо. Найпоширенішим із цих способів є випаровування, при якому речовини нагрівають і волога випаровується. При випаровуванні витрачається велика кількість теплової енергії. Економічнішими способами є фільтрування та центрування. Кінцеве висушування проводять у сушарнях безперервної та періодичної дії.

Для поліпшення якості висушених речовин і збільшення продуктивності обладнання використовують вакуум, ультразвук. Струми великої частоти та інші допоміжні чинники.

Швидкість висушування визначають кількістю вологи, яка випаровується з одиниці поверхні висушуваних речовин за одиницю часу. Швидкість висушування залежить від природи висушуваної речовини, розміру її частинок, вмісту вологи в ній, температури, тиску тощо.

Висушування застосовують у процесі виробництва цукру, паперу, будівельних матеріалів, мінеральних добрив та інші продукції.

Е) Мембранізація. Мембранізацією називають розділення сумішей (газів або рідин) на складові або вилучення з них окремих складових за допомогою мембран.

Мембрана здатна пропускати одну або кілька складових суміші, а для інших складових прохід закритий.

Масоперенос залежить від селективності мембрани та розміру пор у ній, а також від дії зовнішніх чинників: електричне та магнітне поле, ультразвук тощо. Немає універсальних мембран. Кожний компонент із суміші вилучається за допомогою певної мембрани. За допомогою мембран очищають питну воду, опріснюють морську воду, розділяють повітря на окремі складові: водень, кисень, гелій тощо.

Мембрани використовують у мікробіології та медицині. У харчовій промисловості за допомогою мембран отримують якісний цукор, переробляють молоко з метою вилучення окремих складників молока тощо.

ІІ. Хімічно технологічний процеси. Хімічними називають такі технологічні процеси, в ході яких змінюється хімічний склад і внутрішня будова речовини (сировини).

Ці зміни відбуваються внаслідок хімічних реакцій між складовими сировини. У наслідок Хімічних реакцій утворюються основна та побічна продукція, а також відходи. творення побічної продукції та відходів зумовлене наявністю у сировині домішок. Наприклад, у процесі виробництва чавуну відбуваються хімічні реакції між сполуками заліза та інших хімічних елементів, які є у залізній руді, з одного боку, і оксидом вуглецю (СО), воднем 2), розжареним коксом (С), і флюсом (СаСО3) – з іншого. У наслідок цих реакцій утворюються чавун, шлак і домновий газ.

Хімічні процеси лежать в основі виробництва металів і сплавів (міді, алюмінію, чавуну, сталі тощо), будівельних матеріалів (вапна, цементу тощо), хімічної продукції (кислот, амоніаку тощо), нових видів сировини, палива, конструкційних матеріалів та ін.

Хімічні реакції поділяють на оборотні і необоротні. Необоротні реакції на відміну від оборотних відбуваються лише в одному напрямі. Усі оборотні реакції прямують до рівноваги. За рівноваги швидкість прямої реакції дорівнює швидкості оборотної, а співвідношення між компонентами будуть незмінними доти, поки не зміняться зовнішні дії: теплота, тиск, концентрація компонентів. У разі зміни однієї з них рівновага порушиться і між реагуючими речовинами відновляться хімічні реакції, які триватимуть доти, поки не настане рівновага за нових умов. Напрям змін у хімічній системі, спричинений зміною зовнішніх дій, визначається принципом Ле-Шательє.

Згідно з принципом Ле-Шательє у системі, яку зовнішні дії вивели із стану рівноваги, відбуваються зміни, спрямовані на повернення системи до стану рівноваги.

Принцип Ле-Шательє дає змогу оцінити доцільність застосування зовнішньої дії для зрушення рівноваги у напрямі збільшення виходу основної продукції та поліпшення використання сировини. Для прикладу розглянемо оборотну реакцію, що лежить в основі виробництва аміаку:

Ця реакція гомогенна і протікає з виділенням теплоти (+Q). Згідно з принципом Ле-Шательє, щоб змістити рівновагу вправо, тобто в напрямі виходу амоніаку, треба виконати такі дії:

  • знизити температуру (охолоджувати), оскільки процес екзотермічний;

  • підвищити тиск, оскільки у газовому середовищі процес відбувається із зменшенням об'єму (із 4-х молекул азотоводневої суміші утворюються дві молекули амоніаку);

  • зменшити концентрацію амоніаку (безперервно виводити його із зони реакції);

  • підвищити концентрацію компонентів сировини (азоту, водню), оскільки зростання концентрації одного з них збільшує ступінь перетворення іншого.

Отже, щоб змістити рівновагу вправо, треба підводити або відводити теплоту, змінювати тиск, збільшувати концентрацію реагуючих речовин, відводити із зони реакції утворену продукцію. За цією ознакою технологічні процеси поділяються на гомогенні та гетерогенні.

1. Гомогенні процеси.

Гомогенними називають такі технологічні процеси, коли всі реагуючі речовини перебувають лише в одному агрегатному стані: твердому (Т), рідинному (Р) чи газовому (Г).

Наприклад, окислення діоксиду сірки: реагуючі речовини перебувають у вигляді газу (Г):

2. Гетерогенні процеси. Гетерогенними називають такі технологічні процеси, коли всі реагуючі речовини (складові сировини) перебувають у різних агрегатних станах: газовому і рідинному, твердому і рідинному, твердому і газовому тощо.

Наприклад, виробництво сірчаної кислоти. Реагуючі речовини перебувають у вигляді газу (Г) і рідини (Р):

Проте слід пам'ятати, що при гомогенних процесах швидкість реакції більша, ніж при гетерогенних, оскільки між реагуючими речовинами немає межі поділу фаз. Особливо швидко проходить реакція між реагуючими речовинами, коли вони перебувають у рідинному стані. Для прискорення реакції тверді реагуючі речовини розплавляють або розчиняють. Такий перехід дає можливість зменшити кількість обладнання, працівників, собівартість продукції та раціональніше використовувати теплоту, що виділяється при проходженні процесу.

Loading...

 
 

Цікаве