лекции / все лекции по охт
.pdfВ качестве исходных веществ в ряде производств часто выступает
вторичное сырье
Это отходы производства и отходы потребления
Отходы производства - остатки сырья и вспомогательных материалов, которые утратили свои первоначальные качества.
Отходы потребления - бывшие в употреблении вещества и изделия, восстановление которых экономически нецелесообразно.
СИНТЕЗ ХИМИКОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
КОНЦЕПЦИИ (ТРЕБОВАНИЯ) СИНТЕЗА ХТС
•I) максимальное использование сырьевых ресурсов, т.е. разработка производств с минимальными расходными коэффициентами по сырью и материалам, то, что называется ресурсосбережением.
•II) максимальное использование энергетических ресурсов, разработка производств с минимальными расходными коэффициентами по энергии и топливу, то, что называется энергосбережением.
•III) минимизация отходов, создание малоотходных и безотходных производств;
•IV) эффективное использование оборудования, т.е. создание условий для максимальной отдачи от оборудования при минимальных капитальных вложениях.
•Все они решаются путем использования приемов (эвристик), которые обоснованы и проверены, проистекают из промышленного опыта, знания научных основ химической технологии и просто, исходя из здравого смысла.
I. Концепция полного использования сырьевых ресурсов
•В большинстве химических производств затраты на сырье составляет значительную часть себестоимости продукции. Концепция полного использования сырьевых ресурсов направлена на максимальный выход целевого продукта, максимальное превращение сырья в используемые, полезные продукты. Разберем приемы, которые способствуют выполнению этой концепции.
•1) Выбор химической схемы производства
•- важнейший способ улучшения использования сырьевых ресурсов. Производство серной кислоты можно строить или на основе серного колчедана или серы. Что предпочтительнее?
• |
обжиг серного |
колчедана или серы |
|
|
• |
4 FeS2 + 11 O2 = 2Fe2O3 + 8 SO2 |
|
|
|
• S + O2 = SO2; |
|
• |
окисление диоксида серы |
SO2 + 1/2 O2 = SO3; |
|
• |
абсорбция триоксида серы |
SO3 + H2O = H2SO4. |
|
•С т.з. стоимости и доступности сырья лучше взять колчедан, сера дороже. Но колчедан это горная порода, содержащая массу примесей, которые остаются при обжиге и образуют огарокотход производства. Газ, который получается при обжиге
колчедана, помимо полезного компонента SO2 , содержит много примесей, которые переходят в продукт, мешают реакции окисления диоксида серы. Надо предусмотреть систему очистки газа от примесей, это материальны затраты, которые удорожают стоимость продукта. Можно отметить также, что при обжиге колчедана много кислорода переходит в состав оксида железа, поэтому после
обжига концентрация SO2 в газе будет не высокая. Если горит сера, примесей не образуется, нет отходов, не нужна система очистки. Сера дороже колчедана, но в итоге получается выигрыш.
2) Использование избытка одного из реагентов в исходной смеси
•как правило, более дешевого и доступного. В предыдущем примере используют избыток кислорода по отношению к стехиометрии реакции. Это универсальный прием повышения степени превращения одного из исходных веществ, участвующих в реакции. Об этом говорили в разделе «стехиометрические и термодинамические закономерности»).
•3) Противоточный контакт фаз - известное решение, обеспечивающее максимальную движущую силу, как в процессе теплопередачи, так и в процессе массообмена (ПАХТ).