Osvita.ua Вища освіта Реферати Менеджмент Баланси підприємства: матеріальні та енергетичні. Реферат
Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції. З питань розміщення інформації звертайтесь за телефоном (044) 200-28-38.

Баланси підприємства: матеріальні та енергетичні. Реферат

Поняття та значення матеріальних та енергетичних балансів. Складання балансів. Вимоги побудови енергобалансів. Вертикальні та горизонтальні баланси. Складові матеріального балансу. Класифікація енергетичних балансів. Енергія в промисловості

Кожне виробництво є часткою штучно створеної природи. Тому всі процеси, що відбуваються на виробництві, підкоряються тим же законам, які діють у природі. Більш того – вони побудовані на фізичних і хімічних законах, серед яких найважливіше місце посідають закони збереження матерії і енергії.

На основі цих законів спеціалісти розробляють матеріальні і енергетичні баланси, з допомогою яких виконується велика кількість розрахунків потреби в сировині та енергії, розробляються найбільш сприятливі умови для економічного протікання виробничих процесів.

Матеріальні і теплові баланси є основою технологічних розрахунків.

До них відносяться визначення виходу основного і побічного продуктів, видаткових коефіцієнтів по сировині, виробничих утрат.

Тільки визначивши матеріальні потоки, можна зробити необхідні конструктивні розрахунки виробничого устаткування, оцінити економічну ефективність і доцільність процесу.

Складання матеріального і теплового балансу необхідно як при проектуванні нового, так і при аналізі роботи існуючого виробництва.

При проектуванні нових виробництв використовується досвід існуючих з урахуванням результатів сучасних досліджень і розрахунків на їхній основі.

Поняття та значення матеріальних та енергетичних балансів

Під технологічним балансом розуміють результати розрахунків, виражені у виді рівнянь, таблиць, діаграм, які відображають кількість введених і отриманих у виробничому процесі, матеріалів і енергії. Тобто прихід і розхід.

В основі складання матеріальних і енергетичних ресурсів лежать закони збереження матеріалів і енергії. В кожному матеріальному балансі кількість введених у виробництво матеріалів повинно рівнятись кількості отриманих основних і проміжних продуктів і відходів виробництва.

Матеріальні і енергетичні баланси мають велике значення для аналізу і ефективного здійснення виробничого процесу. З їх допомогою встановлюють фактичний вихід продукції, коефіцієнти корисного використання, енергії, розходи і втрати сировини, палива інших матеріалів. Дані технологічних балансів і висновки із них широко використовуються технологами і економістами при проектуванні нових і покращенні роботи існуючих підприємств.

Складання технологічних балансів проводиться у двох етапах. Спочатку складають матеріальний, а потім на його основі –енергетичний (або тепловий) баланс.

Матеріальний баланс являється кількісним вираженням закону збереження маси.

У більшості випадків визначення маси речовини виконується окремо для твердої, рідкої і газоподібної фаз по формулі:

Мт + Мр + Мг = Мт^ + Мр^ + Мг^,

Мт , Мр , Мг – маси відповідно твердих, рідких і газоподібних фаз.

Мт^ , Мр^, Мг^ - маси продуктів отриманих в результаті переробки.

В практичних розрахунках не завжди приймають участь всі три фази, крім того, частина речовин не переробляється. У цьому випадку матеріальний баланс записується у вигляді:

Мa + Мb = Мc + Мd + Мa* + Мb* +…+ Мe* + Мf* + Мп,

Мa*, Мb*– маса речовин, введених у виробничий процес.

Мc , Мd – маса продуктів отриманих результаті взаємодії.

Мa*, Мb*– маса непрореагованих речовин.

Мe*,Мf* – маса побічних продуктів реакції.

Мп – маса продуктів відходів.

Рівняння матеріального балансу складається у перерахунку на одиницю готової продукції.

Тепловий баланс являється кількісним виразом закону збереження енергії.

Рівняння приходу і розходу теплоти виражається рівнянням виду:

Qf + Qe + Qb =Qf* + Qp*,

Qf – фізична теплота, введена з вхідними речовинами.

Qe– теплота переходу речовини із одного агрегатного стану в інший.

Qb– теплота введена у технологічний процес.

Qf*– фізична теплота виведена речовинами із реакції.

Qp*– втрати теплоти у навколишнє середовище.

Фізична теплота виражається формулою:

Qf = Мct, кДж,

М– маса речовини.

c – середня теплоємність.

t – температура речовини.

Тепловий баланс складається на основі матеріального балансу в кДж і оформляється у вигляді таблиці.

При складанні матеріального теплового балансу виробництва і техніко-економічному аналізі раціональне використання теплоти часто являється вирішальним фактором для оцінки конкурентноздатності і вибору найкращих способів виробництва одного і того ж продукту.

Складання матеріального та енергетичного балансів

Основою матеріального балансу є закон збереження маси речовини і стехеометричні співвідношення.

Матеріальний баланс може бути представлений рівнянням;

Gвх. = Gвих. + Gпотер.

Матеріальний баланс звичайно складають на одиницю маси основного продукту в одиницю часу (кг/год, т/пора, тис.т/рік і т.п.) чи в молях. Для процесів без зміни обсягу, що протікають тільки в газовій фазі, можливе залишення балансу в кубічних м.

Теоретичний матеріальний баланс розраховується на основі стехеометричного рівняння реакції.

Практичний матеріальний баланс враховує з'єднання вихідної сировини, готової продукції, надлишок одного з компонентів сировини, ступінь перетворення, утрати сировини і готового продукту і т.д.

Тепловий (енергетичний) баланс складається на основі закону збереження енергії і матеріальних розрахунків:

Qприх. = Qрасх. + Qпотер.

Тепловий баланс дозволяє визначити потреба в тепло- чи хладоносієм, величину теплообмінних поверхонь. Тепловий баланс враховує кількості теплоти внесене й винесино з апарата, теплоту фізичних процесів (розчинення, абсорбція і т.д.), теплоту хімічних, перетворень (екзо- і ендотермічні реакції), кількість теплоти яка підводиться чи відводиться з апарата (з димовими газами, пером, холодильниками усередині апарата і т.д.), утрати тепла в навколишне середовище.

Сумарна теплота фізичних процесів (конденсація, випар, розчинення й ін.) визначається з урахуванням теплоти фазових переходів:

Тепловий ефект реакції дорівнює сумі теплот утворення вихідних речовин за винятком суми теплот утворення продуктів реакції;

ΔН = (Δ Нобр.) исх. - (Δ Нобр.) прод.

Видаткові коефіцієнти характеризують витрата різних видів сировини, води, палива, пари, електроенергії, холоду на одиницю вироблюваної продукції.

Процеси переробки нафти. Установки ЭЛОУ-АТ (ЭЛОУ-АВТ) складаються з 2-3 блоків:

  • Знесолювання;
  • Атмосферна перегонка (AT);
  • Вакуумна перегонка мазуту (ВТ).

Продукти переробки нафти. Вуглеводневиый газ - виводиться у виді газу і голівки стабілізації; використовується у виді палива.

Бензинова фракція (30-1800С): компонент товарного бензину, сировина для каталітичного риформинга, вторинної перегонки, пиролизных установок.

Гасова фракція (120-3150С): паливо для реактивних і тракторних карбюраторних двигунів, сировина установок гідроочищення; для освітлювальних цілей.

Дизельна фракція - атмосферний газоойль (180—3500С): паливо для дизельних двигунів і сировина установок гідроочищення.

Мазут-залишок атмосферної перегонки (>3500С): казанове паливо, сировина термічного крекінгу.

Вакуумний вакуумний-дистилят-вакуумний газойль (350-500 0С): сировина каталітичного крекінгу, сировина гідрокрекінгу;

Гудрон-залишок АВТ (>5000С): сировина термічного крекінгу, коксування, виробництва бітуму й олій.

Установки неглибокої переробки нафти працюють по паливному варіанті (основні напрямки - збільшення добору світлих нафтопродуктів і підвищення їхньої якості).

Установки глибокої переробки нафти забезпечують одержання сировини для процесів органічного синтезу в результаті термо- і каталітичних процесів.

Вторинна перегонка бензину (.до -1800С) на фракції:

нк-620С - компонент автбензина і сировина установки ізомеризації та каталітичного риформингу:

  • 62 - 850С -для одержання бензолу;
  • 85-1050С - " - толуолу;
  • 105-1400С - " - ксилолів;
  • 140—1800С - компонент товарного бензину й авіагасу; сировина каталітичного риформинга, що працює в режимі одержання високооктанового бензину; сировина установок гідроочищення гасу.

Виробництво нижчих парафінів.

Характеристика нижчих парафінів [1].

Фізичний стан

Найменування

Формула

Температура

Конден-сації

критична

Гази

Метан

СН4

-161,6

82,1

Этан

С2Н6

-88,6

32,3

Пропан

С3Н8

-42,1

152,1

Бутан

С4Н10

-0,5

96,8

Изобутан

i-С4Н10

-11,7

134,5

Низкокиплячі рідини

Изопентан

С5Н12

27,8

 

 

Нижчі парафіни погано розчинні у воді і полярних рідинах. Вибухонебезпечні. Границі взрываемости 1,3-15% (виробництва відносяться до категорії «А»). Слабкі наркотики. Зі збільшенням атомів вуглецю зростає здатність абсорбуватися й адсорбироваться.

Основні кількості нижчіх парафінів міститися в газах:

Випадний нафтовий газ – газоподібні вуглеводні, що супроводжують сиру нафту. В умовах пластового тиску газ розкритий у нафті (>1200м = Р >10 МПа). Його відокремлюють від нафти в сепараторах (траппах). Для більш повного витягу газоподібних углевородов нафту піддають фізичної стабілізації. Гази стабілізації містять в основному вуглеводні З1-З5 і представляють коштовна сировина для переробки в різні продукти О0С.

З'єднання газів стабілізації: бутан = 30-40%; пентан = 15-25%; пропан = 20-30%; этан = 5-15%;

Залишковий зміст метану в стабілізованому газі 1-5% (у той час як у вихідних газах): природному = 70-97,5; попутне = 75-95%; газоконденсате = 35-90%. Поділ випадного газу проводять на газофракционных установках (ГФУ) при тиску Р=2,4 МПа і зниженій температурі.

Ізомеризація - додаткове джерело одержання ізобутану і ізопентана, що є сировиною для виробництва мономерів СК - ізобутілену й ізопрену.

Каталізатори: хлорид алюмінію в присутності хлориду водню; метали платинової групи на носіях кислотного типу (оксид алюмінію, алюмосилікат, цеоліт). Mеханизм ізомеризації - іонний, через проміжне утворення карбокатионов:

1. Утворення олефнна внаслідок чи крекінгу дегидрирования;

2. Утворення з олефина на активних центрах каталізатора, що відіграють роль донорів протона, карбокатионов:

Карбокатионы здатні відволікатися атоми й у виді гідридів-іонів від інших молекул вуглеводню і изомеризоваться з переміщенням чи атомів водню алкильных груп усередині молекули.

Побічні реакції:

  • розщеплення (крекінг);
  • полімеризація;
  • алкилирование.

При використанні каталізатора - алюминийхлорида процес проводять при 90-1200С в реакторі з мішалкою, попередньо насичуючи вуглеводень хлористим воднем (активатор). Вуглеводневый шар відокремлюють від катализатора, відганяють пари соляної кислоти і нейтралізують.

При використанні каталізатора – металів платинової групи, (палладій на носіях) процес проводять при 350-4500С и 2-3 МПа в адіабатичному реакторі з надлишком водню для запобігання дегидрирування і полімеризації олефинов. Продукти реакції після конденсації і відділення від циркулюючого водню піддають ректифікації. Неперетворені вуглеводні (бутан, пентан) повертають у цикл. Технологічні схемі наведені у [2, с. 10-11].

Виробництво вищих парафінів. Тверді і м'які парафииы (до 30%) містяться в нефтепродутках у виді розчинів. Парафины виділяють иэ мастил, що незастигає газойля, керсина, диэельного палива, і ін. фракцій. Тверді парафины (С20-С35) с Тпл.>5000С і Тк=350-5000С. М'які парафины (С11-С20) с Tпл.<400С і Тк = 200-3500С.

Тпл. н-парафинов нижче, чим у відповідних изопарафинов, тому їх можна розділяти вымораживани.

Ціль депарафинизации - зниження в'язкості і температури эагустевания нафтопродуктів. Ії проводять такими методами:

1. Кристалізація:

  • а) Кристалізація без застосування розчинника проводиться для газойлевых фракцій і низковязкик олій. Олії прохолоджують розсолом до 00С, выкристаллизовавшийся парафін відокремлюють на фільтр-печатці у виді коржа (парафіновий гач), що містить до 70% парафіну і 30% рідких вуглеводнів. Гач поміщають на ситчатую тарілку і нагрівають. Рідина, що виділилася, содежашую ще достатня кількість парафіну, знову направляють на кристалізацію. Отриманий парафін містить 95-99% твердих парафінових вуглеводнів.
  • б) Депафінізація ззастосуванням растврителя більш розповсюджена. Розчинник належний володіти низькою розчинюючою здатністю вищих нормальних парафинов і добре розчиняти изопарафины, нафтени й ароматичні вуглеводні.

2. Карбамидна депарафиниэация застосовується для будь-яких, навіть легких фракцій (бензин, гас і т.д.). Проводиться при 10-400С. При обробці важких фракцій, багатим парафіном використовують легко киплячий розчинник (хлористий метилен), що потім регенерують і повертають у процес. При використанні 70-80% розчину карбаміду кристалізаційна вода цілком міститься аддуктом, чим запобігається утворення третьої фази. Недоліком є менша вибірковість, оскільки одночасно витягаються нормальні і изопарафіни, а також деякі інші вуглеводні з досить довгими ланцюгами.

Виділення парафінів на цеолітах. Процес проводиться в рідкій чи газовій фазі при Т = 350-4000С и Р = 0,7-1,2 МПа і складається зі стадій адсорбції і десорбції. Використовується сировина з Tкиn = 240-3200С. Співвідношення азот: сировина = 300- 400 м куб. /м куб. Марка цеоліту (молекулярного сита)- 5А. Ступінь витягу 80-98%. Достоїнства методу - застосовність до будь-яких фракцій і висока чистота продукту (98-99,2%).

Графічні залежності процесів наведений у [3, с. 23], технологічні схеми процесів – в [2, с. 6-9].

Вимоги побудови енергобалансів.Вертикальні та горизонтальні баланси

Зміст і форми побудови енергобалансів підприємств мають задовольняти такі вимоги:

  • а) інформація, подана в балансі, має відображатись у формі, яка дає змогу скласти уявлення про ефективність використання енергії на підприємстві в цілому;
  • б) для аналізу цільового використання енергії потрібно розрізняти витрати енергії на двигуні (силові), технологічні, господарсько-побутові (освітлення, опалення, вентиляція, гаряче водопостачання) потреби;
  • в) для контролю енерговикористання цехів, дільниць, енергозасобів баланси енергії необхідно будувати у виробничо-територіальному аспекті, з відокремленням витрат за цехами та засобами;
  • г) баланси мають віддзеркалювати внутрішній обіг енергії в енергоносіях різного виду та параметрів, бути пов’язаними з матеріальними балансами відповідних енергоносіїв;
  • ґ) для оцінювання рівня енерговикористання в балансах має бути відображено як досягнутий, так і передовий рівень енерговикористання.

Перші три вимоги до балансів диктують необхідність їх вертикальної побудови, тобто за виробничими дільницями, та за напрямами використання; останні дві — горизонтальної, тобто за економічною та цільовою ознаками в цілому по підприємству з визначенням корисної енергії та витрат за місцем їх виникнення та видами.

Задовольнити всі зазначені щойно вимоги до балансів в одній формі майже неможливо, тому ці вимоги визначають диференційовано, складаючи баланси у двох формах: вертикальній і горизонтальній. Вертикальну форму енергобалансу називають робочою, а горизонтальну — аналітичною, або синтезованою. Черговість розроблення енергетичних балансів залежить від рівня дослідження об’єкта в ієрархічній системі управління виробництвом. На машинобудівному підприємстві в загальному вигляді можна встановити шість таких рівнів: І — підприємство; II — виробництво чи корпус; III — цех; IV — дільниця чи технологічна лінія; V — групи устаткування; VI — агрегат чи верстат.

Від рівня балансів залежить повнота та деталізація їх розроблення. Баланси розробляють послідовно — від VI до І рівня.

На І рівні складають загальний баланс енергоспоживання підприємством усіх видів енергоресурсів.

Потрібно мати на увазі, що план енергоспоживання підприємства — це витратна частина енергобалансу, яка забезпечує виконання підприємством виробничої програми та водночас є виробничою програмою енергетичних цехів.

До цієї частини балансу належать такі розрахунки:

  • а) потреби основного та допоміжного виробництва у всіх видах енергії та палива;
  • б) нормативні втрати енергії та палива в енергетичних мережах, перетворювальних засобах і виробничому устаткуванні;
  • в) максимальні енергетичні навантаження протягом планового періоду з урахуванням споживання енергії;
  • г) планові середньодобові, місячні, квартальні та річні графіки навантаження.

Для визначення загальної суми витрат енергетичного цеху складають кошторис на виробництво (на кожний вид робіт — окремий). Собівартість послуг на продукцію енергетичних цехів (дільниць) для внутрішньоцехових потреб визначають за прямими витратами, а для внутрішньозаводських потреб — з урахуванням і непрямих витрат. До кошторису витрат енергетичних цехів поряд із витратами на власне виробництво вносять витрати на придбання енергії аналогічного виду, а також витрати на її перероблення.

Витрати на утримання та експлуатацію загальнозаводських мереж включають у собівартість відповідного виду енергії.

Калькуляційні одиниці продукції енергетичних цехів такі: для електричної енергії — 1000 кВт/год; тепла та пари — 1 Дж (або 1 т пари); стисненого повітря — 1000 м3; води — 1000 м3; карбіду кальцію — 1 т.

Необхідно звернути увагу на те, що технологічні особливості енергетичного виробництва, і насамперед високий рівень автоматизації процесів, визначають характер планування та нормування праці робітників, оплату їхньої праці.

Чисельність робітників, яких поділяють на експлуатаційників та ремонтників, визначають здебільшого за нормативами обслуговування.

Складові матеріального балансу

Загальні відомості про сировину.

Для отримання кінцевого продукту необхідні: сировина, енергія, технологія виробництва, трудові ресурси.

Сировину і енергію людина бере від природи, технологію створює сама завдяки науці і практиці. Отже сировина є основною складовою будь - якого виробництва.

Сировиною називають речовину природного або синтетичного походження, яку використовують при виробництві промислової продукції. Вихідним матеріалом багатьох виробництв є сировина, яка раніше вже підлягала промисловій переробці, наприклад, усі синтетичні матеріали. Таку сировину часто називають напівпродуктом або напівфабрикатом.

За агрегатним станом сировина поділяється на тверду, рідинну і газоподібну. Найбільш розповсюджена тверда сировина: вугілля, торф, руди, сланці, деревина. Найбільш поширеними видами рідинної сировини є вода, соляні розчини, нафта. Газоподібні – повітря, природні і промислові гази.

За складом сировину поділяють на органічну і неорганічну.

За походженням сировина буває мінеральна, рослинна і тваринна.

Джерелами сировини є:

  • повітряний простір – добування кисню, водню, азоту та ін.;
  • земні надра – добування неорганічної (мінерали) та органічної (нафта, газ) сировини;
  • сільське господарство – добування рослинної і тваринної сировини.

Найбільше поширення набула сировина, яка зустрічається в земній корі. Це пісок, глина, граніт, вапно, гіпс, а також вода, природні гази, нафта та ін. Сировина завжди є складною речовиною. Вона складається з різних хімічних елементів. Найбільш поширеними в земній корі елементами є :

  • Кисень – 49,13 %;
  • Кремній – 26 %;
  • Алюміній – 7,45 %;
  • Залізо – 4,2 %;
  • Кальцій – 3,25 %;
  • Натрій – 2,4 %;
  • Магній – 2,35 %;
  • Калій – 2,35 %.

Деякі елементи у земній корі дуже розпорошені, в той час як інші сконцентровані у вигляді окремих скупчень. Масштаби промислового використання багатьох елементів знаходяться у різкій невідповідності з їх розповсюдженістю у земній корі. Наприклад, титану у земній корі майже вдвічі більше, ніж вуглецю, а добувається його приблизно в 100 000 разів менше. Це зумовлено дуже складною технологією виготовлення титану.

Мінеральна сировина. Наука, що вивчає мінерали, називається мінералогією. Сучасна мінералогія налічує відомості про 2500 мінералів, які зустрічаються у земній корі. але далеко не всі мінерали використовуються у промисловості. Сировиною називаються лише ті мінерали, які мають промислове значення.

Мінеральну сировину поділяють на рудну, нерудну і горючу.

Рудною мінеральною сировиною називають гірничі породи, що вміщують метали, котрі можуть бути економічно вигідно вилучені у технічно чистому стані. Руди, з яких у даний час економічно недоцільно вилучати метали не є сировиною. Але у зв’язку зі зменшенням кількості запасів металів у земних недрах, а також завдяки розвитку нових технологій, сировиною стають навіть дуже збіднілі руди.

Якщо з руди вилучають тільки один метал, то її називають монометалічною (хромові руди, залізні руди). Якщо економічно доцільно вилучати два метали, то таку руду називають біметалічною (мідно-молібденові.

Якщо з руди вилучають більш ніж два метали, то таку руду називають поліметалічною (алтайські колчеданові руди вміщують свинець, цинк, мідь, срібло; саксонські руди вміщують кобальт, нікель, срібло, вісмут, уран.).

В рудах метали знаходяться у вигляді оксидів або сульфідів. Лише іноді зустрічаються самородні руди, в яких метал знаходиться в чистому вигляді (золото) або у вигляді сплаву з іншими металами, наприклад, золото, мідь, платина.

Нерудною називають сировину, яку використовують для виробництва хімічних, будівельних та інших неметалічних матеріалів (фосфорити, апатити, граніти, алюмосилікати).

Нерудна сировина служить для отримання неметалів (сірка, фосфор), солей, мінеральних добрив, будівельних матеріалів. До нерудної сировини відносять також рідкісні мінерали промислового значення (алмаз, графіт).

В якості будівельних матеріалів використовують граніт, базальт, пемзу, туф, вапняк (карбонат кальцію), гіпс (сульфід кальцію), доломіт (карбонат магнію) та глини, яка є складною сумішшю тонкоподрібнених порід оксидів алюмінію, перемішаних з кварцем, вапняком та мулом.

Названі види нерудної сировини можуть застосовуватись самостійно у вигляді природних будівельних матеріалів (цементу, бетону, цегли, фарфору, кераміки) та хімічних речовин.

Горюча сировина. До горючої сировини належать органічні копалини, які використовують як паливо або як сировину для хімічної промисловості.

Паливом називають горючі органічні речовини, які є джерелом теплової енергії.

Основний показник якості палива – питома теплота згорання (Дж/кг, Дж/м3). Цей показник визначається складом палива.

До складу усіх видів палива входить горюча маса (органічні речовини і сірка) і негорюча маса (зола і волога). Негорюча маса – це баласт. Чим менше у паливі негорючої маси, тим якіснішим вважається паливо.

Основними видами палива є:

  • нафта,
  • природний газ,
  • антрацит,
  • кам’яне вугілля,
  • торф,
  • горючий сланець,
  • дрова.

Рослинна і тваринна сировина. Рослинна сировина:

  • деревина,
  • льон,
  • бавовна,
  • соняшникове та конопляне насіння,
  • зерно,
  • картопля,
  • цукровий буряк.

Тваринна сировина:

  • молоко,
  • вовна,
  • шкіра,
  • натуральний шовк.

Рослинну і тваринну сировину переробляють у продукти харчування (харчова сировина) і в продукти промислового призначення (технічна сировина). Особливості рослинної і тваринної сировини – сезонність добування, невелика тривалість зберігання і низький коефіцієнт використання.

Необхідно застосовувати ефективні комплексні методи переробки рослинної та тваринної сировини. Наприклад, соняшник: насіння на масло, стебло - на паливо з отриманням поташу, шолуха - на фурфурол, жмих - на корм тваринам; молоко – на сир, масло, йогурти, сировотку та інші молочні продукти.

Вода в промисловості. Вода в промисловості використовується як дуже важливий компонент і як реагент у відповідних процесах.

Для промислових потреб використовують прісну воду. Запаси прісної води на Земній кулі складають приблизно 3% від загальної кількості води. Прісною вважається вода, яка вміщує в 1 л не більше 1г солей.

Жодне промислове виробництво не може існувати без води, а деякі виробництва споживають воду в дуже великих кількостях. Наприклад, для виробництва однієї тони сталі необхідно 600т води, однієї тони синтетичних волокон – 5 тис.т води. Отже, поруч з виробництвом завжди постає питання водопостачання і технічної переробки відпрацьованої води.

При водопостачанні до уваги завжди приймають якісні показники води, до яких належать жорсткість, солемісткість, забрудненість газами і механічними домішками, прозорість та реакція. Розглянемо ці показники.

Жорстокість води визначається наявністю в ній солей кальцію і магнію. За цим показником природні води поділені на 5 класів: дуже м’які, м’які, пом’якшені, жорсткі і дуже жорсткі. Різні виробництва потребують воду тільки певного класу.

Солемісткість води визначається наявністю інших солей. Максимально допустима концентрація розчинених у воді солей регламентується стан-дартом залежно від виробництва, на якому ця вода споживається.

Якщо вода жорстка або забруднена домішками, то на внутрішніх поверхнях труб і котлів осідає накип, який викликає зменшення теплопровідності і передчасний вихід з ладу апаратури і навіть цілих систем.

Розчинені у воді гази (вуглекислий газ, кисень, сірчаний газ) визивають корозію труб.

Реакція води (кислотність-лужність) визначається показником рН, який також регламентується стандартом. Реакція природних вод близька до нейтральної.

Прозорість води визначається товщиною шару води, через який можна візуально або з допомогою фотоелемента розпізнати зображення хреста або певного шрифту.

Якщо природна вода не відповідає вимогам виробництва, її попередньо переробляють. Комплекс заходів і технологічних процесів отримання води необхідної якості, називається промисловою водопідготовкою.

Розглянемо основні операції водо підготовки:

  • відстоювання дозволяє видаляти з води домішки, які осідають на дно бетонованих відстійних резервуарів. Ця операція часто виконується з використанням спеціальних коагуляторів – речовин, що прискорюють процес відстоювання;
  • фільтрування - це процес очищення води від домішків з допомогою піщаних фільтрів. Фільтрування відбувається швидше ніж відстоювання, але коштує дорожче;
  • знезараження - це хлорування газоподібним хлором, або хлорним вапном. Процес може також виконуватись шляхом кип’ятіння, ультразвуковою або ультрафіолетовою обробкою. Використовується в харчовій промисловості, а також при водопідготовці питної води;
  • пом’якшення і знесолення. Пом’якшення – це видалення солей кальцію і магнію. Знесолення – видалення всіх солей. Ці процеси здійснюються з допомогою хімічних реакцій (вапновий, содовий, фосфатний способи) або фізичними способами (кип’ятіння, виморожування, дистиляція). Дистиляція – це повне знесолення, яке застосовується рідко (в основ-ному в хімічних лабораторіях);
  • нейтралізація застосовується для оборотної води, якщо вона забруднена кислотами або лугами. Частіш за все при цьому використовують хімічні засоби.

Сучасні виробництва проектуються і будуються з замкненим циклом водокористування. Тобто вода після її використання у технологічних процесах проходить очищення, нейтралізацію та інші процеси з метою досягнення вимог стандартів і потім знову використовується у технологічному процесі. Все це відбувається безліч разів. Такі підприємства вважаються екологічно чистими.

Повітря в промисловості. Повітря вміщує: азот – 78%, кисень – 21%, аргон – біля 1%, вуглекислий газ – 0,03%, в незначній кількості водень, водяні пари, пил.

У промисловості повітря використовують у таких напрямках:

  • як сировину для отримання кисню і азоту;
  • в металургії – для підвищення ефективності процесів;
  • в хімічній промисловості – у якості реагенту;
  • в паливній промисловості – для здійснення процесу горіння;
  • в теплотехніці і в машинобудуванні – у якості енергоносія.

Значним споживачем повітря є металургія. Тут воно використовується для підвищення ефективності горіння твердого палива (для підвищення температури і прискорення розплавлення руди). При цьому може використовуватись як звичайне повітря (доменний процес), так і повітря, збагачене на кисень (конверторний процес).

У хімічній промисловості повітря використовують у якості реагенту в багатьох реакціях. Для цього повітря попередньо очищують від пилу і вологи, використовуючи промивні башти з різними поглинаючими, мокрими або сухими електрофільтрами.

У паливній промисловості повітря використовують як окислювач для підвищення теплотворної здібності палива.

Повітря використовують також як теплоносій (в металургії), а також у багатьох інших галузях для нагрівання рідин, газів, сушіння сировини та готових виробів.

У машинобудуванні стиснене повітря використовують у пневмоприводах механізмів, які набувають руху під дією розширення (двері автобусів і тролейбусів зачиняються з допомогою стисненого повітря).

Процеси газового зварювання та різання металів відбуваються за допомогою кисню, здобутого з повітря.

Класифікація енергетичних балансів

Енергетичні баланси підприємств можуть бути класифіковані за призначенням, видами енергоносіїв, масштабами завдань, що вирішуються цими балансами, характером цільового використання енергії.

На відміну від фактичних енергобалансів, що показують досягнутий рівень енерговикористання, нормативні віддзеркалюють потенційно можливий рівень використання енергії. Тому нормативні енергобаланси має бути покладено в основу як під час визначення першочергових заходів, спрямованих на економію енергії та палива, так і в процесі розроблення перспективного енергобалансу підприємства, котрий має охопити всі види енергії (електричної, теплової, хімічної, механічної) та енергоносіїв (паливо, пара, гаряча вода, стиснене повітря, конденсат, кисень тощо).

Баланси, що складаються для окремих видів енергії та параметрів енергоносіїв, називають частинними.

Енергія в промисловості

Технологічні процеси в промисловості повязані з поглинанням або виділенням енергії або перетворюють один вид енергії в іншій, інші види енергії.

Електрична енергія використовується у промисловості для перетворення у механічну при здійсненні механічних і фізичних процесів обробки матеріалів: подрібнення, сортування, перемішування, сушіння, нагрівання, проведення хімічних реакцій.

Найбільш поширеними джерелами електричної енергії є вода на гідроелектростанціях; енергія, що виділяється при згоранні палива на теплових електростанціях; енергія ядерних реакцій - на атомних електро-станціях. Джерелами електричної енергії є також вітрова, сонячна та інші види енергії.

Теплова енергія, яка отримується при згоранні палива, використовується для отеплення, проведення численних технологічних процесів (плавлення, сушіння, перегонка). Теплоносіями у цьому випадку є топочні гази, водяна пара, вода.

Хімічна енергія, яка виділяється в процесі екзотермічних реакцій, служить джерелом тепла для нагрівання реагентів, використовується в гальванічних елементах та акумуляторах.

Менш поширене використання у промисловості знайшли геотермальна енергія, енергія вітру, приливів, сонячна (світлова) енергія.

Геотермальна енергія – це запаси тепла, що накопичились у надрах Земної кулі. Ця теплота вилучається на поверхню у вигляді гарячих джерел – гейзерів. Геотермальна енергія (на Україні немає) використовується для зігрівання приміщень, що потребують підвищеної температури.

Світлова енергія використовується при здійсненні фотохімічних процесів, при виробництві фотоелементів, фотодатчиків.

Енергія Сонця використовується в основному в сонячних батареях на космічних кораблях.Найбільше поширення в промисловості набула електрична і теплова енергія. Причому електрична енергія вважається самою економічною і екологічною.

Література

  1. Використання природних ресурсів і охорона природи/ за ред. О.П.Міланової. –М.: -1987.
  2. Коробко В.Г. Енергетика і паливні ресурси. –К.: -1974.
  3. Людина – техніка – природа /за ред. І.К.Корєнькова. –М.: - 1988.
  4. Основы технологии важнейших отраслей промышленности: учебник /Под.ред. Сидорова. – М.: - 1971.
  5. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза.- М.:Химия, 1988.-592 с.
  6. Методические указания к изучению схем по курсу “Химическая технологія органических веществ”/ А.Т.Гриневич.- Одеса: ОГПУ, 1995.-49 с.
  7. Графики функциональніх зависимостей технологических процессов органического синтеза / А.Т.Гриневич.- Одеса:ОПИ.-28 с.


14.01.2011

Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції.

Щоб отримувати всі публікації
від сайту «Osvita.ua»
у Facebook — натисніть «Подобається»

Osvita.ua

Дякую,
не показуйте мені це!