Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Химико-технологическая система




1.3.1. Химико - технологический процесс
как химико - технологическая система

Химическое производство ‑ совокупность машин, аппаратов и других устройств, связанных между собой материальными трубопроводами и паропроводами, линиями электрическими, транспортными и связи (для информации и управления). Все они взаимосвязаны и функционируют вместе, обеспечивая получение продукции и выполняя другие функции производства. Такой объект называется системой.

Система ‑ совокупность элементов и связей между ними, функционирующая как единое целое. Для исследования таких объектов, их свойств, особенностей функционирования развита теория систем.

В химическом производстве элементы ‑ это машины, аппараты и другие устройства; связи ‑ это материальные трубопроводы, паропроводы и проч., которые соединяют машины, аппараты. В элементах происходит превращение потоков (изменение их состояния ‑ разделение, смешение, сжатие, нагрев, химические превращения и т.д.). По связям потоки передаются из одного в другой. Это позволяет представить химическое производство как химико-технологическую систему.

Химико-технологическая система (ХТС) ‑ совокупность аппаратов, машин и других устройств (элементов) и материальных, тепловых, энергетических и других потоков (связей) между ними, функционирующая как единое целое и предназначенная для переработки исходных веществ (сырья)
в продукты.

Реакционный узел также можно представить как систему ‑ совокупность реакторов, теплообменников, смесителей (элементов) и потоков между ними (связей), функционирующую как единое целое. По отношению к ХТС в целом эта подсистема ‑ часть большой системы.

В зависимости от цели исследования не все аппараты будут влиять на интересующие исследователей свойства ХТС. Если цель исследований ‑ определение производительности, выхода продукта и другие материальные показатели, то теплообменники, насосы и другое оборудование, не изменяющее состав потоков, можно не включать в ХТС. Если цель исследований - обеспечение производства энергией, то в систему включают энергетическое оборудование как ее элементы.

Химическое производство состоит из десятков и сотен разнородных аппаратов и устройств, связанных между собой разнообразными потоками. Исследовать его в целом при огромном многообразии его составных частей ‑ задача не только сложная, но и малоэффективная. Фактически исследование сложныхХТС сводится к изучению ее подсистем. Будем выделять подсистемы по двум признакам ‑ функциональному и масштабному.

Реакционный узел ‑ по масштабу малая подсистема во всем технологическом процессе переработки сырья в продукты. Энергетическая подсистема по масштабу охватывает все производство, но выполняет определенную функцию.

Функциональные подсистемы обеспечивают выполнение определенных функций производства и его функционирование в целом.

Технологическая подсистема ‑ часть производства, где осуществляется собственно переработка сырья в продукты химико-технологического процесса.

Энергетическая подсистема ‑ часть производства, служащая для обеспечения тепловой, силовой, электрической энергией химико - технологического процесса. В зависимости от вида энергии может быть представлена соответствующая подсистема.

Подсистема управления ‑ часть производства для получения информации о его функционировании и управления им. Обычно это автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП).

Примерно так же функциональные подсистемы представлены в технической документации по производству. Совокупность функциональных подсистем образует состав ХТС.

Масштабные подсистемы как отдельные части химико - технологического процесса выполняют определенные функции в последовательности процессов переработки сырья в продукты.

Масштабные подсистемы ХТС также можно систематизировать в виде их иерархической последовательности ‑ иерархической структуры ХТС (рис. 7).

В структуре ХТС минимальный элемент ‑ отдельный аппарат (реактор, абсорбер, ректификационная колонна, насос и прочее). Это низший масштабный уровень. Несколько аппаратов, выполняющих вместе какое-то преобразование потока, элементы подсистемы следующего масштабного уровня (реакционный узел, система разделения многокомпонентной смеси и т. д.). Отделения или участки производства, например в производстве серной кислоты - отделения обжига серосодержащего сырья, очистки и осушки сернистого газа, контактное, абсорбционное, очистки отходящих газов образуют следующий масштабный уровень. Совокупность отделений, участков образует ХТС производства в целом. Описанное выделение подсистем условно.

Рис. 7. Иерархическая структура
химико-технологической системы

 

Анализ ХТС заключается в получении сведений о состоянии ХТС, показателях ее эффективности и функционировании системы, а также о влиянии на эти данные химической схемы, структуры технологических связей, свойств и состояния элементов и подсистем, условий эксплуатации.

Фактически анализ ХТС ‑ получение технических (производительность, расходный коэффициент, выход продукта, интенсивность процесса, удельные капитальные затраты, качество продукта), экономических (себестоимость, производительность труда), эксплуатационных (надежность, безопасность функционирования), социальных (безвредность обслуживания, степень автоматизации и экологическая безопасность) показателей химико-технологического процесса.

Анализ ХТС осуществляется при разработке и проектировании нового химического производства, при эксплуатации действующего производства, для сравнения различных вариантов реализации процесса, при модернизации и реконструкции производства.

Первым шагом в анализе ХТС является определение ее состояния, т. е. расчет ХТС. Зная изменение состава и количества потоков, энергетические расходы, можно провести и другие расчеты ‑ эффективности использования сырья и энергии как технологических показателей, экономических показателей, некоторых социальных показателей, определяемых свойствами всех компонентов химико-технологического процесса, в том числе отходов производства. Эксплуатационные показатели определяются в основном из реакции системы на те или иные возмущения в процессе (изменение состава и количества сырья, энергетического обеспечения, состояния аппаратов, включая выход из строя некоторого оборудования, а также воздействия на режимы отдельных аппаратов и узлов). При этом необходимо учитывать, что ХТС обладает свойствами, не присущими отдельным ее элементам, что обусловлено взаимозависимостью их режимов.

Синтез или построение ХТС заключается в определении основных технологических операций и их последовательности, выборе аппаратов и установлении связей между ними, определении параметров технологических режимов отдельных аппаратов и системы в целом, обеспечивающих наилучшие условия функционирования ХТС.


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2014-11-12; просмотров: 1737. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.027 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7