Учебное пособие: Системы технологий
Вода, ее значение для системы технологий. Питьевая и промышленная вода. Характеристики качества воды. Жесткость воды (временная, постоянная, общая). Классификация природных вод в зависимости от содержания ионов кальция, магния и по происхождению. Требования к питьевой и промышленной воде.
Промышленная водоподготовка, ее назначение. Методы водоподготовки. Умягчение, обессоливание - основные методы водоподготовки. Физические, физико-химические, химические способы умягчения воды.
Производственные и бытовые сточные воды. Способы очищения сточных вод: механические, физико-химические, химические, биохимические. Сущность методов. 11рименение комбинации методов.
Рациональное использование воды. Необходимость уменьшения удельного потребления воды. Организация повторного и оборотного водоснабжения на предприятиях, их значение для системы технологий.
Энергия. Источники энергии Земли. Неистощимые, невосполнимые источники. Виды энергии, применяемые в промышленности: электрическая, ядерная, тепловая, химическая.
Световая энергия Солнца, ее использование в системе технологий. Геотермальная энергия, пути применения в промышленности. Энергия морских приливов.
Энергоемкость технологических процессов. Расход энергии -показатель энергоемкости системы технологий. Примеры энергоемких технологий и малоэнергоемких производств.
Показатели технического роста производства и экономного использования: снижение энергоемкости и материалоемкости. Коэффициент использования энергии.
Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР). Виды ВЭР и направления их использования. Экономия топлива за счет ВЭР. Примеры технологических процессов, в которых расход топлива полностью компенсируется за счет утилизации ВЭР.
Загрязнение окружающей среды в результате выработки энергии. Направления снижение выбросов в атмосферу, водоемы. Организация очистки вод после энергоустановок. Пути использования твердых отходов, образующихся при работе энергоустановок. Экологически чистые установки.
Тема 5. ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Роль химико-технологических процессов в системе технологий. Определение химико-технологического процесса (ХТП). Химические превращения, физические, физико-химические процессы, лежащие в основе современных химических производств.
Стадии ХТП. Технологический режим - важный фактор функционирования ХТП. Технологическая классификация ХТП. Факторы, имеющие значение для ХТП.
Классификация ХТП по способу организации процессов. Характеристика и принципиальные схемы периодических, непрерывных и комбинированных ХТП.
Деление процессов по направлению движения материальных и тепловых потоков, характеристика прямоточных, противоточных, с перекрестным и смешанными потоками.
Классификация ХТП по агрегатному состоянию системы реагирующих веществ. Понятия «фаза», «гомогенная система», «гетерогенная система». Сведение гетерогенных процессов к гомогенным - путь интенсификации химического производства.
Деление ХТП по виду используемого сырья. Их характеристика и особенности.
Химические реакции, составляющие основу ХТП: простые, сложные, обратимые, необратимые, идущие с выделением (поглощением) теплоты.
Эндотермические и экзотермические ХТП. Примеры этих процессов. Совмещение эндотермических и экзотермических эффектов в одном технологическом процессе - направление экономии топлива, электроэнергии. Понятие «автотермичный режим». Примеры промышленных ХТП, в которых используется автотермичный режим.
Понятие «суммарной скорости» и определяющей стадии ХТП. Повышение скорости медленной стадии - путь ускорения ХТП. Диффузные, кинетические, переходный режимы протекания реакций.
Определение скорости гомогенных и гетерогенных реакций, лежащих в основе ХТП. Принципы интенсификации ХТП.
Равновесие обратимых процессов. Влияние условий процесса на равновесие. Принцип Ле-Шателье. Количественное определение подвижного равновесия. Константа равновесия.
Понятия «выход продукта», «равновесный выход продукта», «фактический выход продукта». Факторы, влияющие на выход продуктов. Обоснование выбора рациональных путей ускорения ХТП. Перспективные направления развития ХТП.
Тема 6. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В
ПРОИЗВОДСТВЕ ЧЕРНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Характеристика высокотемпературных процессов (ВТП). Причины распространения ВТП в промышленности. Примеры ВТП. Эндотермические и экзотермические обратимые процессы, их применение в отраслях промышленности.
Понятие «гетерогенные процессы». Факторы, влияющие на скорость диффузии, коэффициент диффузии для газов, жидкостей, твердых тел. Зависимость скорости диффузии от температуры.
Технологические и экономические требования, ограничивающие увеличение температуры при проведении процессов.
Типовое оборудование современных ВТП. Характеристика промышленных печей, их классификация но отраслям, технологическому назначению, способу нагрева, тепловой энергии, загрузке. Принципы сравнительной оценки печей.