Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Основы техно-химических расчетовВсе химико-технологические процессы можно условно разбить на две основные группы: 1. Процессы, которые сопровождаются глубоким изменением качественного состава перерабатываемых материалов. В основе этих процессов лежат химические и физико-химические методы переработки сырья. К ним относятся сжигание топлива, окисление гудронов, гидроочистка, получение металлов, все виды синтезов и т.д. Материальный и тепловой расчет этих процессов основан на стехиометрических соотношениях при взаимодействии перерабатываемых материалов. 2. Процессы, при которых изменяются только количественные соотношения компонентов, входящих в состав перерабатываемого сырья. В основе этих процессов лежат физико-химические и физико-механические методы переработки. Сюда относятся сушка, выпаривание, ректификация, кристаллизация, конденсация и т.д. Материальный и тепловой расчет этих процессов основан на законах газового состояния и фазовых равновесий. Резкой границы между этими двумя группами провести нельзя, так как имеется целый ряд физико-химических процессов, при которых перерабатываемое сырье подвергается глубоким качественным изменениям, хотя и не меняет состава и количества своих компонентов (например, при адсорбционных методах переработки сырья). Расчеты технологических процессов, в результате которых происходит химическое изменение вещества, основаны на стехиометрических законах: законе постоянства состава и законе кратных отношений. Согласно закону постоянства состава, любое вещество, независимо от способа его получения, имеет вполне определенный постоянный состав. Закон кратных отношений состоит в том, что при образовании какого-либо простого или сложного вещества элементы входят в молекулу последнего в количествах, равных или кратных их атомному весу. Если вещества вступают в реакцию в газообразном состоянии, то при одинаковых температурах и давлении они могут соединяться только в объемах, которые относятся между собой как целые числа. В основу любого техно-химического расчета положены два основных закона природы: закон сохранения веса (массы) вещества и закон сохранения энергии, которые впервые были сформулированы М.В. Ломоносовым. На первом законе базируются все материальные расчеты, т.е. составление материальных балансов производственных процессов; второй закон служит основой всякого энергетического, в том числе и теплового, расчета, т.е. для составления теплового баланса производственных процессов. Закон сохранения веса (массы) вещества состоит в том, что в замкнутой системе тел вес (масса) вещества остается постоянным, независимо от тех изменений, которые происходят с веществом в этой системе. Количество вещества, входящего в аппарат, должно быть равно количеству вещества, выходящего из аппарата. Таким образом, закон сохранения веса вещества принимает следующую простую формулировку: вес исходных продуктов процесса должен быть равен весу его конечных продуктов. Это и является основой при составлении материального баланса процесса или аппарата. Следовательно, необходимо учитывать вес каждого компонента, поступающего в данный аппарат (приход), и вес каждого компонента, уходящего из аппарата (расход). При этом сумма прихода компонентов должна быть равна сумме расхода их независимо от того, каким изменениям они подверглись при прохождении через аппарат. Закон сохранения веса (массы) вещества не является абсолютно точным, так как любое химическое взаимодействие между веществами А, В... сопровождается так называемым дефектом массы Δm: А + В +... = D + E... + Δm, где Δm - дефект массы, т.е. "потеря" веса вещества за счет выделившегося при данной реакции тепла. Однако учитывать дефект массы при химических реакциях для производственных процессов не имеет смысла, т.к. величина его ничтожно мала. Дефект массы имеет существенное значение при расчетах ядерных процессов, где он является основой составления энергетического баланса. Закон сохранения энергии формулируется так: в замкнутой системе сумма всех видов энергии постоянна, энергия не может ни исчезнуть бесследно, ни возникнуть из ничего; она может только перейти в эквивалентное количество другого вида энергии. Так как тепло представляет собой один из видов энергии, то этот закон можно сформулировать следующим образом: приход тепла в данном замкнутом цикле производства должен быть равен его расходу в этом цикле. Всякое вещество в процессе производства претерпевает различные изменения. Но какие бы изменения с веществом ни происходили, они протекают по вполне определенным законам, детальным рассмотрением которых занимаются химия, физика, термодинамика, гидравлика и т.д. Без знания законов, на основании которых происходят химические и физические превращения веществ в процессе их обработки, сколько-нибудь серьезные расчеты вести невозможно. Прежде чем приступить к составлению материального и теплового балансов любого технологического процесса, к подсчету расходных коэффициентов, выхода продуктов или полупродуктов и т.п., необходимо ясно представить себе ход этого процесса, а, следовательно, и те закономерности, которым он подчиняется. На основе этих закономерностей строится методика расчета, которая зависит не только от рода производства, но также от способа переработки и качества сырья, от режима работы аппаратов и других конкретных условий производства.
|