- •Лекция 7. Химические процессы и реакторы Виды химических реакторов
- •4.2. Процесс в химическом реакторе
- •4.2.1. Математическая модель процесса в химическом реакторе
- •4.2.2. Анализ процесса в химическом реакторе
- •4.3. ИзотермическиЙ процесс в химическОм реакторЕ
- •4.3.1. Режимы идеального смешения периодический и идеального вытеснения
- •4.3.2. Режим идеального смешения в проточном реакторе
- •4.3.3. Сопоставление непрерывных процессов в режимах идеального смешения и вытеснения
- •4.4. Неизотермический процесс в химическом реакторе
- •4.4.1. Режимы идеального смешения периодический и идеального вытеснения с теплообменом
- •Температурный режим в проточном реакторе идеального смешения
- •Сопоставление адиабатического процесса в проточных режимах идеального смешения и вытеснения и выбор эффективного ректора при протекании простых реакций аr q
- •Каскад ректоров ис (к-ис)
- •Состав и структура химико-технологической системы
- •Элементы хтс
- •Состояние хтс синтез и анализ хтс
- •Основы разработки эффективных хтс
- •Задачи синтеза и анализа хтс
- •Лекция 12
- •Анализ хтс
- •Основы расчёта материального баланса химико-технологической системы
- •1. Общий вид уравнений материального баланса
- •2. Химико-технологическая система и её расчётная схема
- •2.1. Материальный баланс элементов хтс
- •2. Общий вид уравнений теплового (энергетического) баланса
- •3. Форма представления материального баланса
- •1. Концепция полного использования сырьевых ресурсов
- •7) Комбинирование производств
- •2. Концепция полного использования энергетических ресурсов
- •4) Вторичные энергетические ресурсы
- •5). Энерго-технологическая система
- •3. Концепция минимизации отходов
- •4. Концепция эффективного использования оборудования
- •6) Совмещение процессов
- •7) Перестраиваемые (гибкие) химико-технологические системы
- •12.05.20. Лекция 14. ОПтимальные схемы реакторов ив и ис
- •5.6.1. Система химических реакторов
- •Примеры построения эффективных химических производств
- •Производство серной кислоты
- •Хтс производства азотной кислоты
3. Концепция минимизации отходов
Названная концепция направлена на защиту окружающей среды и связана с экологической обстановкой региона, где расположено производство, и с санитарно-гигиеническими условиями для обслуживающего персонала. Основные приемы по реализации этой концепции, в первую очередь, связаны с улучшением использования сырьевых и энергетических ресурсов, а также включает специальные решения экологической безопасности.
1) Полное использование сырьевых и материальных ресурсов. Возможные приемы были рассмотрены ранее.
2) Полное использование энергетических ресурсов. Возможные приемы были рассмотрены ранее.
3) Санитарная очистка и обезвреживание выбросов предполагает размещение установки (подсистемы ХТС), в которой удаляются вредные (токсичные) примеси из выбрасываемых потоков (санитарная очистка) или они переводятся в нетоксичное состояние (обезвреживание). В этих случаях содержание примесей становится меньше допустимой нормы их по вредному воздействию на окружающую среду, и такие отходы возможно сбрасывать. Системы санитарной очистки и обезвреживания могут представлять собой самостоятельные участки производства и подразделения предприятия, куда направляются отходы с отдельных производств.
Безотходное и малоотходное производства. Вообще говоря, конечным результатом решений для концепции минимизации отходов было бы создание безотходного производства. Этот термин обосновался в популярной литературе как "производство без отходов", что не совсем корректно, т.к. известно, что всегда имеют место потери массы и энергии. Более правильными будут следующие определения:
Безотходная технология – способ производства продукции, при котором наиболее рационально и комплексно используется сырье, материалы, энергия и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормальное функционирование.
Малоотходным производством считается такое, при котором вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами.
Надо иметь в виду, что производство воздействует на окружающую среду не только выбросами, но и своим присутствием. Для его строительства отчуждается территория и уже этим нарушается состояние окружающей среды. Вместе с производством создается инфраструктура - жилые комплексы с их обеспечением, транспортные дороги. Если эти нарушения, возмущения малы, т.е. не имеют заметного распространения за пределы территории и долговременных жизненно существенных последствий (например, генетических изменений), то такое производство можно считать безотходным или малоотходным (четкую количественную границу между такими видами производств провести, конечно, трудно и она условна). Взаимодействие производства и окружающей среды занимается раздел науки "экология" - "промышленная экология".
4) Уменьшение потребления воды как хладоагента. Пример следующий. При охлаждении потоков до температуры окружающей среды используют водяные холодильники. Они подвержены коррозии (вода тоже может разрушать аппаратуру из-за наличия растворенных солей и кислорода воздуха), что приводит к возникновению аварийных ситуаций. Кроме того, для охлаждающего агента - воды - требуется сложная система очистки и отвода тепла от нее - утилизировать теплоту чуть теплой воды нерационально. Замена водяных холодильников на воздушные (охлаждение горячих потоков, протекающих в трубах, идет за счет нагнетания обычного потока воздуха). Это значительно упрощает систему охлаждения и тем самым уменьшает вредные выбросы.
5) Замкнутый водооборот. Вода в большом количестве используется как вспомогательный материал в химических производствах. Проходя через технологическую аппаратуру, трубопроводы, она загрязняется и требует дорогостоящей очистки. Используя замкнутый водооборот, исключаются отходы загрязненной воды (рис.2). Загрязненная вода из ХТС поступает в систему очистки, где происходит удаление примесей и солей с образованием шлама. Для восполнения потерь воды добавляют свежую воду. Затем вода направляется в градирню, где происходит удаление из нее растворенных газов. Очищенная и охлажденная вода насосом подается в ХТС.
Рис. 2. Система оборотного водоснабжения