Системы технологий и технологические процессы — основные понятия. инновационные процессы в технологиях. основные показатели эффекта и эффективности инноваций (к часть 2

ИИ. Химически технологический процессы. Химическими называют такие технологические процессы, в ходе которых изменяется химический состав и внутреннее строение вещества (сырья). Эти изменения происходят в результате химических реакций между составляющими сырья. Вследствие Химических реакций образуются основной и побочная продукция, а также отходы. создание побочной продукции и отходов обусловлено наличием в сырье примесей. Например, в процессе производства чугуна происходят химические реакции между соединениями железа и других химических элементов, которые у железной руды, с одной стороны, и оксидом углерода (СО), водородом (Н 2 ), каленым коксом © и флюсом (СаСО 3 ) — с другой. В результате этих реакций образуются чугун, шлак и домновий газ. Химические процессы лежат в основе производства металлов и сплавов (меди, алюминия, чугуна, стали и т. д.), строительных материалов (извести, цемента и т. д.), химической продукции (кислот, аммиака и т. п.), новых видов сырья, топлива , конструкционных материалов и др. Химические реакции разделяют на обратимые и необратимые. Необратимые реакции в отличие от оборотных происходят только в одном направлении. Все оборотные реакции направляются к равновесию. По равновесия скорость прямой реакции равна скорости оборотной, а соотношение между компонентами будут неизменными до тех пор, пока не изменятся внешние действия теплота, давление, концентрация компонентов. В случае изменения одной из них равновесие нарушится и между реагирующими веществами восстановятся химические реакции, которые будут продолжаться, пока не наступит равновесие в новых условиях. Направление изменений в химической системе, вызванный изменением внешних действий, определяется принципом Ле-Шателье. Согласно принципу Ле-Шателье в системе, которую внешние воздействия вывели из состояния равновесия, происходят изменения, направленные на возвращение системы к состоянию равновесия.
как составить семантическое ядро
Принцип Ле-Шателье позволяет оценить целесообразность применения внешнего воздействия для сдвига равновесия в направлении увеличения выхода основной продукции и улучшения использования сырья. Для примера рассмотрим оборотную реакцию, лежащую в основе производства аммиака Эта реакция гомогенная и протекает с выделением теплоты (+ Q). Согласно принципу Ле-Шателье, чтобы сместить равновесие вправо, то есть в направлении выхода аммиака, необходимо выполнить следующие действия:

  • снизить температуру (охлаждение), поскольку процесс экзотермический;
  • повысить давление, поскольку в газовой среде процесс с уменьшением объема (с 4-х молекул азотоводневои смеси образуются две молекулы аммиака);
  • уменьшить концентрацию аммиака (непрерывно выводить его из зоны реакции);
  • повысить концентрацию компонентов сырья (азота, водорода), поскольку рост концентрации одного из них увеличивает степень преобразования другого.
Итак, чтобы сместить равновесие вправо, надо подводить или отводить теплоту, изменять давление, увеличивать концентрацию реагирующих веществ, отводить из зоны реакции образовавшуюся продукцию. По этому признаку технологические процессы делятся на гомогенные и гетерогенные . 1. Гомогенные процессы. гомогенной называют такие технологические процессы, когда все реагирующие вещества находятся только в одном агрегатном состоянии: твердом (Т) жидком (Р) или газовом (Г). Например, окисление диоксида серы: реагирующие вещества находятся в виде газа (Г) 2. Гетерогенные процессы. Гетерогенными называют такие технологические процессы, когда все реагирующие вещества (составляющие сырья) находятся в разных агрегатных состояниях: газовом и жидком, твердом и жидком, твердом и газовом и тому подобное. Например, производство серной кислоты. Реагирующие вещества находятся в виде газа (Г) и жидкости (Р) Однако следует пам " помнить, что при гомогенных процессах скорость реакции больше, чем при гетерогенных, поскольку между реагирующими веществами нет предела разделения фаз. Особенно быстро проходит реакция между реагирующими веществами, когда они находятся в жидком состоянии. Для ускорения реакции твердые реагирующие вещества расплавляют или растворяют. Такой переход позволяет уменьшить количество оборудования, работников, себестоимость продукции и рационально использовать теплоту, выделяющуюся при прохождении процесса. В процессе переработки сырья на продукцию тепловая энергия может выделяться или поглощаться. По этим признакам технологические процессы разделяют на экзотермические и эндотермические . 1. Экзотермические процессы. Экзотермическими называют такие технологические процессы, когда при взаимодействии реагирующих веществ выделяется теплота (+ Q ). Например, горения топлива образования нового химического соединения При экзотермических процессах необходимо охлаждать реакторы, а это большие затраты. Охлажденным средой чаще всего является вода и воздух. Например, при получении чугуна в домновий печи последнюю охлаждают водой, которая циркулирует в трубах, встроенных в корпусе печи. Теплоту, выделяемую при прохождении экзотермических процессов, используют для нагрева сырья и для бытовых нужд. 2. Эндотермические процессы. Эндотермическими называют такие технологические процессы, когда в случае взаимодействия реагирующих веществ впитывается теплота (- Q ). Для взаимодействия веществ необходимо подводить теплоту в зону реакций, то есть нагревать агрегат или сырье, на что тратится топливо, тепловая или электрическая энергия. Например, обжига известняка с целью получения извести Если совместить экзо и эндотермические процессы, можно так отрегулировать скорость движения тепловых потоков, количество теплоты, которая выделяется во время реакций, равно количества теплоты, которая поглощается сырьем. Например, окисление SO2 в контактном аппарате в процессе производства серной кислоты сопровождается выделением теплоты Эта теплота ( Q ) используется для нагрева встречного потока холодного газа SO 2 , который поступает в контактного аппарата для окисления. В процессе теплообмена между газами ( SO 2 — нагревается, SO 3 — охлаждается ) в зоне окисления SO 2 постоянно поддерживается оптимальная температура технологического процесса, составляет.
Комментарии и пинги к записи запрещены.

Комментарии закрыты.