Создание принципиально новых и реконструкция существующих производств

В лекции 10 были рассмотрены примеры комплексного использования сырья химической промышленности – апатитов и создание замкнутой системы водооборота в гальваническом производстве. Перечисленные процессы протекают в специальных аппаратах, образующих модули и подсистемы. Для того, чтобы доказать существования какой-либо технологии, необходимо провести системный анализ.

Системный анализ – это стратегия изучения сложных систем, в частности технологических процессов, используемых в производстве.

В основе системного анализа лежат следующие положения:

1.четкая формулировка цели исследования;

2.постановка задачи по реализации этой цели и определение критерия эффективности решения задачи;

3.разработка развернутого плана исследования с указанием основных этапов и направлений решения задачи;

4.пропорционально-последовательное продвижение по всему комплексу взаимосвязанных этапов и возможных направлений;

5.организация последовательных приближений и повторных циклов исследований на отдельных этапах;

6.принципы нисходящей иерархии анализа и восходящей иерархии синтеза в решении составных частных задач.

Основной метод исследования ХТС – это математическое моделирование.

Наряду с моделями отдельных аппаратов используют модель всей системы, описывающую взаимовлияние процессов, протекающих в отдельных аппаратах. При этом полагают, что аппараты, обеспечивающие реализацию высокоэффективных и малоотходных энергосберегающих технологий, являются элементами, т.е. подсистемами одной технологии. Анализ системы связан с выделением отдельных её элементов и выявлением их устойчивых взаимоотношений. Это стадийный процесс, в котором первая стадия – математическое моделирование, вторая стадия – изучение процессов, протекающих в машинах и аппаратах (микроисследование). Микроисследование приводит к совершенствованию используемого оборудования.

В модулях должны учитываться принципы наилучшего использования сырья, повышения качества целевого продукта, рационального применения энергии, транспорта, информации, экологической защиты.

С учетом этого описываются уровни иерархии отдельного производства, состоящих из: отрасли, завода, цехов, технологических линий и типового оборудования.

В качестве примера модульной разработки технологического процесса наиболее очевидным является производство стекла из порошковых материалов.

Анализ основных процессов показывает, что обобщающей стороной технологии является процесс активации сырья с использованием приемов механической, химической и термической подготовки. Это осуществляется с целью повышения показателей эффективности стекловарения, таких как интенсификация процесса плавления, повышение производительности печи, прогнозирование свойств стекол, снижение безвозвратных потерь компонентов.

В связи с этим выделяют приоритетные подсистемы, обладающие полной автономностью и одновременно тесной взаимосвязью в данной технологии.

Пример приведен на рисунке 2.3, где процесс получения стекла из порошковых материалов представлен в виде модели данного производства.

Рисунок 2.3 – Схема системной разработки ресурсосберегающей техники подготовки и переработки сырья в готовый продукт

 

Формирование и синтез энергосберегающих и экологически безопасных ХТС основано на принципах системности.

 

Принципы системности

Принцип системности на основе блочно-модульного подхода независимо от сферы производства заключается в сборе и учете необходимых, достаточных и приоритетных факторов или компо­нентов, которыми определяется экологическая безопасность лю­бых технологий. Важнейший принцип системного анализа сводится к следующему:

1.Осуществляется процесс принятия решений. Он начинается с выявления и четкого формулирования конечных целей.

2.Всю пробле­му необходимо рассматривать как единое целое.

3.Необходим ана­лиз альтернативных путей достижения целей.

4.Подцели не должны вступать в конфликт с общей целью.

Подсистемы, в которых должны учитываться требования про­мышленной экологии, образуют полный цикл производственной деятельности; научный замысел; исходные и технико-экономиче­ские данные; научно-исследовательская работа; проект; промыш­ленное производство; эксплуатация—модернизация—-ремонт; лик­видация.

Выполнение условий безопасности на каждой стадии предопределяется не только техническими и экономическими пока­зателями, но и экологической ответственностью в системе «биосфера à человек à техносфера».

Рассмотрим вариант формирования и синтеза энергосбере­гающих и экологически безопасных ТС и ХТС на примере ис­пользования ПМ в производстве стекла и стеклянного волокна на примере рисунка 2.3.

 

Измельчение

Процесс измельчения сыпучих материалов — один из основ­ных типовых процессов ХТС на первой ступени иерархической структуры химического производства. Степень дисперсно­сти сыпучих материалов предопределяет их дальней­шее поведение на последующих ХТП.

Подходящие методы измельчения, обычно способст­вуют увеличению поверхности частиц в результате уменьшения их средней крупности в узких пределах гранулометрического со­става. Возможно незначительное отклонение: от средней величины. Требования, предъявляемые к методу измельчения, зависят от ряда параметров. Например, от количества ингредиентов.

Основными ингредиентами полидисперсной многокомпонентной стекольной шихты являются части­цы тугоплавкого кварцевого песка и карбонатного сырья.

Их размеры существенно влияют на скорости отдельных стадий процесса стекловарения.

Кварцевый песок и карбонатное сырье измельчают в газоструйных, аэробильных, шаровых и валковых мельницах.

На рисунке 1 представлен аппарат для из­мельчения порошков типа кварцевого песка и известняка.

 

 

Рисунок 1 – Струйный измельчитель для кварцевого песка и известняка

1 – Зона измельчения

2 – выгрузка

3 – направляющая лопатка (узел классификации)

4- сырьевой бункер

5 – сопло толкателя

6 – Труба Вентури

7 – сопло для измельчения

8 – дренаж

9 – восходящая труба

10 – нисходящая труба

 

Сырье­вой материал выгружается из сырьевого бункера, разгоняется до сверхзвуковой скорости поступающим из сопла трубы Вентури сжатым воздухом и подается во внутреннюю часть аппарата.

В зоне измельчения, образованной текучей средой, нагнетае­мой из сопел, установленных в нижней части аппарата, сырьевой материал разрушается за счет энергии удара и трения. После из­мельчения порошок поднимается по восходящей трубе и подво­дится в узел классификации, где мелкие фракции отделяются на­правляющей лопаткой, а крупные спускаются по нисходящей трубе и смешиваются с загруженным сырьевым материалом для повтор­ного измельчения. Классифицированный материал выгружается через отверстие 2.

Достоинства струйных измельчителей — низкая металлоемкость, однородный гранулометрический состав измельченного материа­ла и возможность полной автоматизации процесса.

На основе уравнения баланса концентраций можно рассчитать процесс помола многокомпонентных смесей в установившемся режиме, при котором концентрация компонентов в продукте помола равна исходным.

 

Σ G_вх = Σ G_вых.

 

Модификацией струйных мельниц являются газоструйные противоточные мельницы для тонкого и сверхтонкого измельчения продуктов.

 

 

Дозировка

 

На участке дозирова­ния реализуются управляющие воздействия,

вырабатываемые си­стемами верхних уровней, осуществляющих оптимизацию и ста­билизацию качества продукта смешения, компактирования, стек­ловарения и формования стеклянного волокна.

Для дозирования шихтовых материалов применяют дозаторы с регулированием расхода по скорости и по сечению потока. Для запирания их гравитационного истечения используют механиче­ские заслонки или затворы с

электромагнитным или электромеханическим приводами.

Для оценки фактического среднего значения дозируемого компонента делается выборка неко­торого числа проб с измерением их масс. Затем определяют сред­нюю массу проб, производительность, доверительный интервал оценки среднего значения и представительность выборки. Учиты­вая, что компоненты шихты и сама шихта обычно обладают невысокой сыпучестью, основной зада­чей дозирования является обеспечение заданного в соответствии с рецептом химического состава смешиваемых ма­териалов.

В промышленности для дозирования используются дозаторы автоматического и неавтоматического регулирования.

Точность дозирования кроме конструкционных факторов обусловлена устойчивым истечением сыпучих материалов, для реализации которого используют дополнительное воздействие (вибрацию). Наибо­лее перспективны беззатворные электромагнитные вибрационные (бесшумные) питатели, в которых при отсутствии вибрации про­исходит самозапирание потока за счет образования на рабочих органах насыпей под углом естественного откоса (рис. 2). В зави­симости от уровня подводимой к материалам энергии вибрации возможны уплотнение или псевдоожижение материала, в частно­сти, с циркуляционным движением, приводящее к дополнитель­ным затратам энергии.

Точность дозирования возрастает при использовании принципа «единый бункер». При этом уменьшаются габаритные размеры установки.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. C. межотраслевой баланс производства, распределения и использования продукции в народном хозяйстве
2. C. Предложение товаров представлено производственной функцией
3. F) объема производства при отсутствии циклической безработицы
4. F) Удешевление факторов производства
5. H) Стороны производственных отношений.
6. H) Такая фаза круговорота, где устанавливаются количественные соотношения, прежде всего при производстве разных благ в соответствии с видами человеческих потребностей.
7. II.V. Материально-производственные запасы
8. IV. СПОСОБЫ И ФОРМЫ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРАКТИКИ
9. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА И ПЕРЕРАБОТКИ КОРМОВ
10. Автоматизация сельскохозяйственного производства
11. Авторитарно-ориентированный менеджер, который прежде всего концентрирует свое внимание на решении производственных задач.
12. Алгоритм расчета производственной рецептуры на густых опарах.