- •Предисловие
- •Введение в технологию
- •1.1 Место технологии в современном обществе и производстве
- •Понятие технологии
- •1.3 Функции технологии и экономики в производственном процессе
- •1.4 Цель изучения технологии, связь технологии с другими науками
- •1.5 Характеристика разновидностей технологии
- •Вопросы для повторения
- •2. Закономерности формирования и развития технологических процессов и систем
- •2.1. Производительность труда – основной экономический показатель уровня развития производственного процесса
- •2.2. Затраты. Динамика затрат
- •2.3 Структура технологического процесса
- •2.4. Закономерности развития технологических процессов
- •2.5. Производственная функция Кобба, Дугласа и закономерности технологического развития
- •2.6. Закономерности формирования и развития технологических систем
- •2.7. Оптимизация технологических систем
- •Естественные процессы как основа технологических процессов
- •3.1Общие принципы классификации технологических процессов
- •3.2.Механические процессы, используемые в технологии
- •3.2.1.Транспортные процессы
- •3.2.2. Процессы формообразования и соединения твердых тел
- •3.2.3.Процессы изменения размеров твердых тел
- •3.2.4.Процессы разделения твердых тел по размеру
- •3.2.5. Процессы смешивания твердых сыпучих материалов
- •3.2.6.Процессы дозирования твердых материалов
- •3.3.Гидромеханические процессы в технологии
- •3.3.1.Процессы получения неоднородных систем
- •3.3.2.Процессы разделения неоднородных систем
- •3.3.2.1 Разделение жидких систем
- •3.3.2.2.Разделение газовых систем
- •3.3.3.Процессы транспортирования жидкостей и газов
- •3.4.Тепловые процессы
- •3.4.1.Процессы нагревания и охлаждения
- •3.4.2.Выпаривание, испарение и конденсация
- •3.4.3.Процессы искусственного охлаждения
- •3.4.4.Кристаллизация и плавление
- •3.5. Массообменные процессы в технологии
- •3.5.1.Общая характеристика массообменных процессов
- •3.5.2.Виды процессов массопередачи
- •3.6..Химические процессы, используемые в технологии
- •3.6.1.Понятие о химико-технологическом процессе
- •3.6.2.Гомогенные и гетерогенные процессы
- •3.6.3.Экзотермические и эндотермические процессы
- •3.6.4. Обратимые и необратимые процессы
- •3.6.5.Электрохимические процессы
- •3.6.6.Электролиз
- •3.6.7.Каталитические процессы
- •3.7.Биологические процессы, используемые в технологии
- •3.7.1.Брожение
- •3.7.2.Типовые процессы сельскохозяйственного производства. Фотосинтез
- •Выводы:
- •Вопросы для повторения
3.6..Химические процессы, используемые в технологии
Химические процессы лежат в основе химической технологии, которая представляет собой науку о наиболее экономичных методах и средствах массовой химической переработки природного и сельскохозяйственного сырья в продукты потребления и продукты, применяемые в других отраслях материального производства.
Все, что связано с расходованием материальных ресурсов в народном хозяйстве, на три четверти связано и зависит от использования химических знаний и применения химической технологии, «химических навыков». Более того, современная химическая технология, используя достижения других естественных наук – прикладной механики, материаловедения и кибернетики, изучает и разрабатывает совокупность физических и химических процессов, машин и аппаратов и оптимальные пути осуществления этих процессов и управления ими во многих отраслях промышленного производства различных веществ, продуктов, материалов и изделий. Химическая технология является научной основой нефтехимической, коксохимической, целлюлозно-бумажной, пищевой, микробиологической промышленности, промышленности строительных материалов, черной и цветной металлургии и других отраслей.
В последние же десятилетия химико-технологические процессы используются практически во всех отраслях промышленного производства.
3.6.1.Понятие о химико-технологическом процессе
Под классическим пониманием термина «процесс» (лат. - продвижение) следует понимать «совокупность последовательных действий для достижения какой-либо цели». Исходя из этого, химико-технологический процесс (ХТП) можно разделить на ряд взаимосвязанных стадий:
- подвода реагирующих веществ в зону реакции;
- собственно химических реакций;
- отвода полученных продуктов из зоны реакции.
Подвод реагирующих веществ может осуществляться абсорбцией, адсорбцией или десорбцией газов, конденсацией паров, плавлением твердых компонентов или растворением их в жидкости, испарением жидкостей или возгонкой твердых веществ (см. разделы 3.4, 3.5)
Химические реакции, как второй этап ХТП, обычно протекают в несколько последовательных или параллельных стадий, приводящих к образованию основного продукта, а также ряду побочных продуктов (отходов), образующихся при взаимодействии примесей с основными исходными веществами. При анализе же производственных процессов часто не учитывают все реакции, а лишь те из них, которые имеют определяющее влияние на качество и количество получаемых целевых продуктов.
Отвод отходов из зоны реакции может совершаться аналогично, как и подвод веществ в зону реакции, в том числе диффузией, конвекцией и переходом вещества из одной фазы (газовой, твердой, жидкой) в другую. При этом общая скорость технологического процесса определяется скоростью одного из трех составляющих элементарных процессов, который протекает медленнее других.
3.6.2.Гомогенные и гетерогенные процессы
Гомогенными процессами называют такие, в которых все реагирующие вещества находятся в одной какой-нибудь фазе: газовой (г), твердой (т), жидкой (ж). В этих процессах реакция обычно протекает быстрее, чем в гетерогенных (см. ниже). В целом, механизм всего технологического процесса в гомогенных системах проще, соответственно проще и управление процессом. По этой причине на практике часто стремятся к гомогенным процессам, т.е. переводят реагирующие компоненты в какую-либо одну фазу.
В гетерогенных процессах участвуют вещества, находящиеся в разных состояниях (фазах), т.е. в двух и трех фазах. Примерами двухфазовых систем могут быть: газ – жидкость; жидкость - жидкость (несмешивающиеся); газ - твердое тело; жидкость – твердое тело; твердое тело – твердое тело (разновидные). В производственной практике, однако, чаще встречаются системы г – ж, г – т, ж – т; нередко процессы протекают в твердых гетерогенных системах: г – ж – т, г – т – т, ж – т – т, и в более сложных (г – ж – т – т и т.д.).
К гетерогенным процессам относятся, например, горение (окисление) твердых веществ и жидкостей, растворение металлов в кислотах и щелочах и др.