КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Энергия
Сырье Сырье - основной элемент химико-технологического процесса необходимый для производства продукции. Вспомогательные материалы принимают участие в процессах подготовки сырья, образования продукта, выделения и очистки продукта от примесей (абсорбенты, адсорбенты, катализаторы), потребляются средствами труда (масло для смазки машины, топливо, пар для отопления). Классификация сырья.
Рисунок 1.1 – Классификация сырья по происхождению: По запасам: возобновляемое, не возобновляемое. По агрегатному состоянию: твердое, жидкое, газообразное. По химическому составу: неорганическое, органическое. По источнику сырья: первичное, вторичное (промышленные и потребительские отходы). Большинство химических производств для различных целей используют воду (реагент, теплоноситель, растворитель, абсорбент, экстрагент т.д.) и воздух (сырье, окислитель, транспортный агент и т.д.). Важнейшими показателями качества промышленной воды являются: 1) общая щелочность – суммарная концентрация анионов (ммоль/л), складывается из гидратной (ОН-), гидрокарбонатной (НСО3-), карбонатной (СО32-), фосфатной (Н2РО4-, НРО42-, РО43-), силикатной (HSiO3-, SiO32-) щелочности; 2) общая жесткость воды - концентрация (ммоль/л) ионов Ca2+илиMg2+ складывается из временной (содержание гидрокарбонатов кальция и магния) и постоянной (содержание хлоридов, сульфатов, нитратов кальция и магния);
3) окисляемость воды – масса кислорода (мг/л) необходимая в основном для окисления органических веществ, а также соединений железа, сероводорода, нитритов; 4) кислотность воды – концентрация водородных ионов или значение рН; 5) содержание взвешенных веществ – масса твердых нерастворимых примесей (мг/л) песка, глины, почвы; 6) сухой остаток – суммарная масса (мг/л) минеральных и органических примесей, содержащихся в растворенном и коллоидном состоянии, определяется взвешиванием осадка после выпаривания фильтрованной воды. Качество применяемой воды обуславливается требованиями конкретного технологического процесса и типом используемого оборудования. Важнейшими показателями качества воздуха являются: 1) содержание пыли – масса твердых примесей (мг/м3); 2) влажность; 3) состав воздуха. Природные источники сырья и их ресурсы в РФ. По объему разведанных запасов минеральных ресурсов Россия занимает одно из ведущих мест в мире. На долю РФ, в процентном отношении от мировых запасов, приходится 6-8% нефти и 32% газа (их месторождения сосредоточены в Предуралье и Западной Сибири), 12% угля (основные бассейны каменного угля - Тунгусский и Ленский находятся в Средней Сибири, Кузнецкий - в предгорьях Южной Сибири, Печорский - на северо-востоке Русской равнины; основной буроугольный бассейн - Канско-Ачинский расположен в предгорьях Саян), 27% железа и олова, 36% никеля, 11% меди, 20% кобальта, 12% свинца, 16% цинка, металлов платиновой группы – 40% (месторождения оловянных и вольфрамовых руд, золота в горах Северо-Восточной Сибири и Дальнего Востока, полиметаллических руд на Кавказе, никелевых – в Восточной Сибири, медных- на Урале, в Восточной Сибири, Северном районе и т.д.). В настоящее время внутренний спрос на многие виды минерально-сырьевой продукции невысок в связи со спадом промышленного производства в РФ, что приводит к расширению позиций на внешних рынках. Экспортируется в основном энергетическое сырье (45% добываемой в стране нефти и 35% производимых нефтепродуктов, 33% газа), необработанные металлы и концентраты, доля продукции глубокой переработки не превышает 10%, что значительно снижает эффективность экспорта.
Таблица 1.1 - Доля затрат на сырье и вспомогательные материалы в себестоимости продукции (%)
Чтобы использовать сырье в химико-технологическом процессе, его нужно подготовить и обогатить. Методы подготовки в большей степени зависят от агрегатного состояния сырья.
Рисунок 1.2 – Методы подготовки сырья Показатели обогащения сырья: - выход концентрата (%) - отношение массы концентрата к массе исходного сырья; - степень извлечения (%) - отношение массы полезной составляющей в концентрате к массе полезной составляющей в исходном сырье; - степень обогащения показывает, во сколько раз массовая доля полезной составляющей в концентрате увеличилась по сравнению с его массовой долей в исходном сырье. Методы обогащения сырья разделяют по физико-химической природе процессов, лежащих в их основе.
Рисунок 1.3 - Методы обогащения сырья
Одним из перспективных направлений развития химической технологии является использование вторичных сырьевых ресурсов – побочных продуктов и отходов химических производств. Совмещение нескольких производств на одном предприятии позволяет комплексно переработать первичное и вторичное сырье. Например, при переработке нефти попутно получают высококачественную серу, серную кислоту; на предприятиях цветной металлургии – суперфосфат, калийные удобрения, хлорид калия, оксид цинка, диоксид титана и др. К технико-экономическим показателям химико-технологического процесса относят расходные коэффициенты. Расходный коэффициент по сырью - это количество сырья, которое расходуется на получение единицы количества целевого продукта. Единицы измерения - кг/кг, т/т, кг/т и т.п. Аналогично можно рассчитать расходные коэффициенты по вспомогательным материалам, воде, пару, электроэнергии и др.Уменьшение расходных коэффициентов, например при использовании более концентрированного исходного сырья, как правило, приводит к снижению себестоимости продуктов химических производств. Производство одного продукта может быть реализовано по альтернативным химико-технологическим схемам с использованием различных видов сырья. От выбора сырья, способа и глубины его переработки зависят экономические, технологические и экологические показатели производства. Например, сырьем для получения водорода могут служить вода или углеводороды. Производство водорода электролизом воды экологически безопасно, водные ресурсы практически неисчерпаемы, однако высокие энергетические затраты приводят к росту себестоимости водорода. С другой стороны себестоимость водорода, полученного конверсией углеводородного сырья ниже, но запасы сырья ограничены и происходит образование соединений, загрязняющих окружающую среду. По экономическим причинам в настоящее время большая часть водорода производится вторым способом.
Химическая промышленность является одним из крупнейших потребителей топлива и энергии (тепловой, электрической, механической). Структура потребления энергии характеризуется следующими данными (в %): тепловая – 48; электрическая – 44; топливо прямого назначения – 8. Основными видами энергетических ресурсов в современных условиях являются горючие ископаемые (уголь, нефть, природный газ, торф, сланцы) и продукты их переработки; энергия воды (гидроэнергия); биомасса (древесина и другое растительное сырье); атомная энергия. Частично используется энергия ветра, а также морских приливов и отливов.
Таблица 1.2 - Доля затрат на топливо и энергию в себестоимости продукции (%)
Рисунок 1.4 - Классификация энергетических ресурсов. Для снижения себестоимости продукта целесообразно использовать вторичные энергетические ресурсы или непосредственно без изменения вида энергоносителя или с изменением энергоносителя выработкой теплоты, электроэнергии, механической работы в утилизационных установках, например, в котлах-утилизаторах. Пример использования теплоты химической реакции:
Рисунок 1.5 - Система реактор – теплообменник (котел-утилизатор)
Большое внимание в РФ уделяется созданию энерготехнологических производств, основным назначением которых является максимально эффективное комплексное использование топлива как источника получения тепловой, электрической энергии, сырья для промышленности при максимальной экологической безопасности.
Дата добавления: 2014-10-17; Просмотров: 917; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |