L1.Т1.2. Типи технологічних зв'язків. Структура ХТС

Для ХТС характерні наступні типи технологічних зв'язків:

· послідовні;

· послідовно-обвідні (байпаси);

· паралельні;

· перехресні;

· зворотні (рецикли).

Послідовний технологічний зв'язок: вихідний потік з одного елемента є вхідним для наступного елемента, а всі вони проходять через кожен елемент системи не більше одного разу (мал.1.5).

Даний тип технологічного зв’язку є найбільш поширеним. На третьому ієрархічному рівні ХТС це послідовний зв'язок між стадією підготовки сировини, стадіями її перетворення в продукт та стадією його виділення.

На другому ієрархічному рівні даний тип зв'язок застосовується для збільшення ступеня використання сировини (каскад реакторів), для покрашення ефективності масобмінних апаратів (послідовний ланцюжок абсорберів або ректифікаційних колон). При тому апарати при послідовному об’єднанні можуть бути як однотипними, так і різними, як по типу так і по характеристикам. Послідовне об’єднання однакових за типом та характеристиками апаратів це найпростіший варіант послідовного зв’язку. Часто набагато ефективнішим є послідовне об’єднання апаратів одного призначення, але різних типів. Наприклад, в схемі екстрактивного виділення рослинної олії відділення екстрагенту відбувається в випарній установці в якій послідовно об’єднані об’ємні випарні апарати з плівковими. В об’ємних випарних апаратах, які мають значну продуктивність по випарюванню, випаровується основна маса розчинника (бензину, гексану або гептану), а в плівковому, який відрізняється малою продуктивністю відбувається упарювання залишків розчинника з в’язкого середовища без значного перегріву. У такому випадку буде досягатися синергічність установки.

Послідовно-обвідний зв'язок (байпас) представлена на мал. 1.6 та є ускладненим варіантом послідовного зв'язку: Потік розділяється, частина його не потрапляє в підсистему.

На третьому ієрархічному рівні даний тип зв’язку використовується рідко. Його використання означає, що лише частина сировини чи напівпродукту потрапляє на одну з стадій переробки. Таке можливе, наприклад, в тому випадку, коли необхідно лише частково очищати сировину на установці, яка має глибоку ступінь очистки, але замалу продуктивність.

Найчастіше байпаси використовуються на другому ієрархічному рівні. Наприклад, точне, практично без інерційне регулювання температури потоку забезпечується коли лише частина потоку охолоджується (або нагрівається), а потім змішується з вихідним потоком. Температура швидко регулюється за рахунок регулювання об’ємів цих потоків.

Паралельний зв'язок - потік розподіляється по двох або декількох паралельних апаратах (або групах апаратів). До цього типу зв'язків відносяться всі можливі типи розгалужених потоків: розгалуження на початку процесу (одержання продукції з декількох видів сировини); розгалуження наприкінці процесу (переробка комплексної сировини з роздільним одержанням корисного продукту); розгалуження в середині системи (наприклад, резервування потужностей).

Технологічні ланки, що становлять паралельну структуру, мають об'єднані входи й виходи (мал. 1.7). При цьому загальний вхід дорівнює сумі входів окремих ланцюжків, вихід -- сумі виходів

Паралельний зв'язок застосовується для підвищення потужності ХТС, при повній загрузці паралельних ліній, або для підвищення її надійності й гнучкості, при неповній загрузці паралельних ліній.

Перехресний зв'язок представляє собою сукупність двох пересічних односпрямованих потоків (мал. 1.8).

Прикладом її може служити серія екстракційних осередків, коли одна фаза проходить через осередки послідовно, а друга вводиться не одним потоком, а потоком, що відповідає числу щаблів (процес поділу рідкоземельних елементів екстракцією органічними розчинниками з водних розчинів).

До перехресних зв'язків відносять прийом, використовуваний для утилізації тепла. Утилізація відбувається за рахунок того, що вихідні потоки з апарата віддають тепло вхідним потокам. Таку схему слід вважати обов’язковою для кожного сушильного апарату по ліній осушуючого агента (мал. 1.9). Іноді таку схему називають одно контурним рециклом.

Зворотний зв'язок (рецикл) характеризується наявністю зворотного потоку, що зв'язує вихід одного з наступних елементів із входом одного з попередніх. Рецикл може бути між елементами, підсистемами, навколо одного елемента. У глобальному варіанті існують рецикли й між системами різної складності.

Найбільш часто рецикли використовуються для збільшення виходу продукту з одиниці сировини. Деякі процеси, без використання рециклу по сировині, були б економічно не оправданими. Так при окисленні циклогексану до циклогесанолу та циклогексанону, сумарний вихід продуктів при одинарному проході реакційної суміші через апарат окислення не перевищує 10%. Рециркуляція циклогексану в цьому процесі забезпечує рентабельність виробництва. Даний приклад може бути ілюстрацією виникнення інтегральних властивостей ХТС. Без рециклу циклогексану існування даного процесу економічно недоцільне. Беззмістовним є рецикл без окислюючої частини. Тільки в цілому забезпечується необхідна властивість, – економічно вигідне окислення циклогексану до циклогексанону та циклогексанолу.

Дата добавления: 2014-01-04