За студенти от специалност) 090 220 всички форми на обучение
като записки
"Общо химични технологии"
Катедра по обща химия
Химическа технология изучава законите на производството на химични и технологични процеси от различен характер и предназначение на продуктите. Независимо от конкретния вид на продукти и тип процес е получен, за производство включва няколко задължителни елементи: суровини, т.е. превръщането на обект, енергията, която е, средства за повлияване на обекта и апарат, в който се извършва това превръщане навън. Специално място в химическата промишленост е вода. Тя служи не само като среда, в която се срещат много химични трансформации, но се използва широко в химически и промишлени процеси като разтворител, охладител и охладител, превозното средство, както и различни други физически операции. Поради това се счита за компетентен вода четвъртия елемент задължителен химическа продукция.
9.1 определение, класификация и изисквания за химически суровини
Суровините са естествени материали, използвани при производството на промишлени продукти. Суровините - основен елемент на производството, което е до голяма степен зависи от ефективността на производството, изборът на технологии и оборудване и качество на продуктите.
В химическата промишленост в различни физически структури следните етапи на процеса могат да бъдат разграничени: изходните материали или действителните суровини, междинни продукти (междинни) продукти, крайната цел (завършен) продукт и отпадъците. Това е представено на схемата:
^ Той призова Междинните суровини, подложени на лечение в една или повече етапи на производство, но не се консумира като краен насочване към продукт. Суровият продукт, получен в предходния етап на производство, може да бъде суровина за следващия етап, например:
^ Страничен продукт, наречен субстанция, образувана по време на преработката на суровини, заедно с желания продукт, но не е цел на тази продукция. Странични продукти, произтичащи от производство или обогатяване на суровини, известен като съпътстващ продукт.
* Производство на отпадъците се наричат остатъците на суровини и полуфабрикати, получени от производството и изцяло или частично са изгубили тяхното качество.
Междинните продукти, странични продукти и отпадъци след предварителната обработка с или без могат да се използват като суровина в други отрасли. Например, когато топене цветни метали образува като страничен продукт на серен оксид (IV), е междинно съединение при производството на сярна киселина. Сярна киселина в крайния продукт на производство на сярна киселина, е суровина за производството на минерални торове (суперфосфат).
Суровината за продуктите на химическата промишленост са минната, нефт, газ, кокс, дървесина и целулоза и хартия промишленост, черната и цветната металургия. Всички химически суровини са разделени на групи по произход, химичен състав, резерви и агрегатно състояние. Класификация на химически суровини е показано на фиг. 9.1.
Фигура 9.1 - Класификация на химически суровини
9.2 ресурси и рационалното използване на суровини
Цената на химическата промишленост суровини дял е 70%. Следователно, въпросът за ресурси и рационалното използване на суровини по време на обработката и производството на много подходящи.
В химическата промишленост като суровина съединения, използвани за повече от 80 елемента. Тези елементи съставляват земната кора, която е основен източник на химически суровини, то е неравномерно разпределен в природата, концентрацията и географско местоположение.
Таблица 9.1 - Кларк някои елементи
Естествено, количеството на суровини в областта проучени, т.е. тя доставя с няколко порядъка по-малко от сумата на суровини, съдържащи се в земната кора (вж. Таблица. 9.2).
клетъчна маса, т
Възможността да се използват суровини за промишленото производство се определя от нейната стойност, наличието и концентрацията на полезния компонент.
Стойността на суровини зависи от развитието на технологиите и на предизвикателствата, пред които са изправени производство и варира значително с времето. Например, уран, който е бил преди това на отпадъците в подготовката на радий, беше в ценен стратегически материал втората половина XX век.
Наличието на суровина за добив, се определя от географското местоположение на запасите дълбочина проектирана от методи за извличане промишлени. По този начин, спецификата на природната среда е трудно добива на изкопаеми горива в Далечния север. Липсата на ефективни методи (цианид, живак) не е позволено в миналото успешно да се извлече златото от разпръснати области.
Значително влияние върху използването на суровини запаси предоставя полезна концентрация на елемента. Много елементи с относително високо съдържание диспергиран в кората, което прави използването на техните съединения като химически суровини. Независимо от това, за индустрията като цяло и на химическото вещество - по-специално, има историческа тенденция да се използва все повече и повече общи материали, изразена в правило Вернадски, според който "Clarks индустрия са склонни да Кларк планета."
Голяма част от разходите за суровини на химически продукти, бързото изчерпване на суровини (световното производство на минерални суровини за първата половина на ХХ век се увеличава с 3.4 пъти), по-скъпо производство него (процеси през последните години цената на производството на петрол се увеличи с 2 пъти, въглища 1 5 пъти, природният газ е 2,5 пъти) са напреднали две задачи:
цел развитие на степента на изчерпване на запасите от химически суровини;
рационално използване на химически суровини.
1. количествена характеристика докато запаси хранят скорост препоръчва като "резерви индекс употреба" (MIT), което представлява процентът на този суров материал консумация на година. Колкото по-висока R & D, за, както изглежда, по-голяма от скоростта на потребление на суровини, т.е.
където - докато изчерпването на запасите от суровини от години.
MIT, зависи от размера на населението и се увеличава с увеличаването му. Таблица. 9.3 показва стойностите на MIT и съответното време на изчерпване на ресурси, основните видове химически суровини, изчислени за 3,5610 9 населението лица (колона I) и 1010 9 лица (COUNT II).
Таблица 9.3 - Използване Index запазва изчерпване на ресурси и време
От таблицата следва, че доказаните резерви на много видове химически суровини могат да бъдат изчерпани в целия живот на следващото поколение.
2. Основните области на рационалното използване на химически суровини са:
използване на по-евтини суровини (местно, с минимални производствени разходи);
използването на вторични суровини (промишлени и потребителски отпадъци, странични продукти от други индустрии);
Използването на по-малко концентрирани суровини (руди);
сложна обработка на суровини, т.е. метод, при който в максимална степен се екстрахира и използва всички ценни компоненти, съдържащи се в суровината. Един пример на комплекс обработка на обработката на рудата апатит (фиг. 9.2).
Фигура 9.2 - схема на обработка на апатит руда
Цялостен използване на суровини дава възможност да се подходи към решаването на основните проблеми на съвременната химическа технология - за да се сведе до минимум загубата на суровини, материали и технологии, за да се използват пълноценно производство отпадъците. Това ви позволява да се разшири суровинната база, увеличаване на обема на продукти, намаляване на разходите за суровини и енергия, както и значително намаляване на замърсяването на околната среда с емисиите от промишлеността. Цялостен използване на суровините води до намаляване на капиталовите инвестиции в производството, намаляване на производствените разходи и подобряване на всички технически и икономически показатели на производството. Следователно, икономическата ефективност на комплекс използване на суровините може да бъде изчислена, например, по следната формула:
подмяна на хранителни суровини за нехранителни;
използване на алтернативни материали, произведени от суровини с по-ниска MIT.
Предимство на използването на алтернативни материали се определя от състоянието:
и където - изчерпване на ресурси индекси на първичен и вторичен (алтернативен) материал, съответно. Например, заместване на меден (MIT = 1.9) алуминиев (MIT = 0.9) е подходящ, тъй като в този случай IIR = 1,9-0,9% 1 => 0. Обратно, замяната на мед титан (MIT = 0.5) нецелесъобразно, тъй като тук IIR = 0,5-0,9 = -0.4
рециклиране суровина може значително да пъпка SNI скорост изчерпване на природните ресурси за същия MIT стойност. Например, ако времето Pany ischer желязо магазина без рециркулация на 250 години, рециклирането на степен на 50%, се увеличава до 580 s, и 80% степен на рециркулация трябва да 1330 година.
Фигура 9.3 - Влияние на рециркулация на изчерпване скорост желязо
За повечето метали, степента на рециклиране варира от 5-10% (волфрам, алуминий) до 30-45% (мед, желязо, олово, сребро) и зависи от ефективността на технологията за регенериране използва. Фиг. 9.3 показва зависимостта от времето на желязо намаляване на коефициента на рециклиране.
9.3 Получаване на химически суровини за преработка
Суровината за преработка в крайни продукти трябва да отговарят на определени изисквания. Това се постига чрез сложни операции, които правят процеса на подготовка на суровини за преработка.
Класификация е процес на разделяне на хомогенна гранулиран материал в фракции (класове) размера на частиците на състава. Класификацията се извършва чрез пресяване със сито материал (скрининг), разделяне на смес от частици от тяхното утаяване скорост в течна фаза (хидравлична класификация), разделяне на смес от частици от тяхното утаяване скорост на въздуха чрез сепаратори (класификация въздух).
Механичен процес наречен смилане на твърдо разделяне на части поради прилагане на външни сили. Смилането може да се извърши по методи щифт (I), трошене (II) и абразия (III), както е показано на фиг. 9.4.
Смилане до размер на частиците до 10 -3 m, и се нарича раздробяване се извършва в мелници до размер на частиците от 10 до 10 -3 -6 m - и смилане се извършва в мелници. Измерете смилане чистота се определя като:
Фигура 9.4 - приложение Схема сила по време на смилане твърдо вещество
и където - среден размер на частиците (еквивалентен диаметър) преди и след смачкване съответно. В някои случаи, процесът на получаване включва етап на консолидация на техники прах материал брикетиране или агломерация.
Дехидратацията се постига чрез методи източване материал, утаители (в случай на течни системи) и сушене.
Сушенето е процес на отстраняване на влагата или друг флуид от твърдите вещества чрез изпаряване и отстраняване на пара, образувана. Условията на сушене е да се гарантира, че неравенството Pm> Pe. където Rm - парно налягане мокро изсушен материал; и PC - парциалното налягане на парата в околната среда. Процесът на сушене се провежда в пещи на различни конструкции, при атмосферно налягане или под вакуум.
Обогатяване е процес на разделяне на полезната част на суровината (полезния компонент) от примесите (баласт), за да се увеличи концентрацията на полезен компонент. В резултат на обогатяване фуража е разделена на концентрат и опашки полезен компонент с преобладаване него скални примеси.
Обозначаващ полезен компонент А скални примеси В и масовите фракции до и след обогатяване, съответно ,, процеса на обогатяване може да бъде представен от схемата:
Очевидно е, че и .
Количествените мерки от процеса на обогатяване са:
1. Добив е съотношението на концентрат маса на концентрата към теглото на концентриране MK суровини MS:
2. степента на възстановяване на полезния компонент. представлява съотношението на масата на полезния компонент в концентрата до неговата маса MKK в обогатени суровини MKS:
3. Степента на обогатяване на суровини е съотношението на масата на фракции на полезния компонент в концентрата до kk маса фракция обогатена в суров ks:
Изборът на метод зависи от концентрацията и агрегатно състояние свойства на суровини компоненти различия.
Когато твърдите материали се използват за обогатяване на механични, химични и физико-химични методи.
За механични методи за обогатяване включват:
тежестта на базата на различни утаяване скоростта на частици с различни плътности и размери в поток от газ или течност, или в огнището на центробежната сила;
соленоид въз основа на различна пропускливост на фуражни компоненти;
Електростатично въз основа на различна електрическа проводимост на фуражни компоненти.
Методите на химичен обогатяване включват разтваряне на извличането на злато от живак или цианид методи, например:
,
където P - отпадни скали,
и отправи удар, например, в производството на желязо от желязо пирит:
Чрез физикохимични концентрация методи включват най-общ метод на флотация. Флотация (чрез флотация - плаващ) метод се нарича обогатяване на твърдите суровини, на базата на разликата в Мокрещата на неговите компоненти. частици Омокряне вещество характеризират работа на сцепление при разделителната повърхност на фазите "твърдо вещество - течност":
където - специфична повърхност без енергията в интерфейса между съответните фази.
специфична повърхностна енергия е пропорционална на фазовата граница, т.е., така че по-малките частици се носят материал, толкова по-голямо съотношение на повърхност към обем или тегло, и по-силно на омокряне явление. Ето защо, плавателна способност суровина се смила до размер на 0,05-0,3 мм.
Индикатор на омокряемостта на материала е "ъгъл контакт" в интерфейса фази "твърдо вещество - течност - въздух" между перпендикуляра към повърхността на течността и допирателната към нея по частици менискусните (ris.9.5).
Фигура 9.5 - поведение на частиците във вода:
И - не намокрени,
Тъй като повърхностното напрежение сили са склонни да се приведат нивото на течността, частиците nonwettable или хидрофобни материали (> 90 °) изхвърлени от течност (поплавъка) и частиците на умокряеми или хидрофилни материали (
Министерството на образованието и науката на Украйна, Харков Националната академия на общинската икономика
"Отопление" (за студенти 3 и 4 курса всички форми на обучение по посока на подготовка 060101 - специалност "Строителство" - "Топлина.
TN Kolesnik конспекти
Статистика: Лекции за ученици от всички форми на обучение специалност 050100 "Икономика и предприемачество"
методически указания
Работа на пречиствателните станции ВиК (5 курсове за ученици от всички форми на обучение специалност 092601.
SM Nubaryan средства за търговско отчитане на енергийните лекции
Курсът от лекции за студенти от всички форми на обучение по специалността 092 108, 092. 108 "Топлина и вентилация"
Методически указания за лабораторни упражнения по дисциплината
Работа на пречиствателните станции ВиК (5 курсове за ученици от всички форми на обучение специалност 092601.
методически указания
Методически указания за лабораторни упражнения по дисциплината Vodosnabzhenie (за 4-ти студенти Година на всички форми на обучение специалност.