Типы технологических схем химико-технологических систем

Хотя конкретные ХТС отличаются большой сложностью и разнообразием структур, практически все конкретные структуры могут быть при помощи декомпозиции и агрегации элементов (объединения нескольких элементов в так называемый суперэлемент) сведены к небольшому числу типовых структур с характерным соотношением направлений соединяющих их потоков.

К таким типовым структурам относятся

1. Последовательная технологическая связь – это такая связь, когда поток, выходящий из одного элемента, является входящим для следующего и все технологические потоки проходят через каждый элемент системы не более одного раза (а). Последовательное соединение элементов – основной прием в химической технологии, т.к. оно соответствует многочисленному принципу переработки сырья в качественно различных элементах.

а)

2. Параллельная технологическая связь – это такая связь, когда выходящий из i-того элемента ХТС поток разбивается на несколько параллельных подпотоков (б). Параллельная технологическая связь используется для повышения мощности, надежности, гибкости ХТС, а также при параллельном получении на базе одного исходного вещества двух или нескольких продуктов

б)

3. Последовательно-обводная технологическая связь (байпас, by-pass) – это такая технологическая связь, при реализации которой часть выходного потока из одного элемента минует элементы ХТС в последовательной цепи аппаратов, а затем снова объединяется с основным потоком. Примером такой связи является цепь аппаратов: делитель потоков – теплообменник – смеситель потоков (в) для регулирования температуры на выходе теплообменного узла

Кроме того, байпас широко применяется в системах переработки с последующим смещением, где для обеспечения заданного состава и качества продукта необходимо перерабатывать не весь поток, а лишь часть его. Потоки спешиваются в таком соотношении, чтобы получился продукт заданного качества.

9. Современное производство предусматривает использование самых разнообразных технологических приемов, связанных с обработкой различных материалов, монтажом и сборкой изделий. В процессе производства появляются отрицательные факторы, которые могут влиять как непосредственно на человека, осуществляющего производственный процесс (например, электрический ток, световые вспышки, вращающиеся части оборудования), так и на окружающую среду (например, шумы, пыль, загрязнение воздуха химически активными веществами). В общем случае в производственном процессе могут возникать опасные физические, химические, психофизиологические, биологические и производственные факторы.

К физическим вредным факторам относятся движущееся части оборудования, появление стружки материалов и осколков инструментов, высокая температура поверхностей деталей и инструментов, повышенное напряжение в цепях электроснабжения различного оборудования. При механической обработке могут появиться запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, высокий уровень шума, а при выполнении сварки, резки, пайки металлов — выбросы искр и брызг расплавленного металла, прямая и отраженная блесткость, повышенная пульсация светового потока. Например, электрическая дуга является источником интенсивного УФ и ИК-излучений и может вызвать электроофтальмию — воспаление наружных оболочек глаз за счет поглощения клетками организма УФ-излучения с последующими химическими изменениями. При этом воспаляется роговая оболочка глаза, что требует длительного лечения.

К химическим вредным факторам относятся газовые выделения при обработке полимерных материалов. Кислоты и щелочи, используемые при обработке печатных плат, а также аэрозоли нефтяных масел, входящих в состав смазывающе-охлаждающих жидкостей, могут вызывать раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, снижать иммунные функции организма.

К психофизиологическим вредным факторам относятся монотонный труд и физические перегрузки.

К биологическим вредным факторам болезнетворные микроорганизмы, появляющиеся при работе с химически активными веществами.

К производственным вредным факторам относятся наличие Уф-видимого и ИКизлучения при сварочных работах, появление ионизирующего излучения (например, рентгеновского излучения в телевизионной и лазерной аппаратуре), возможное появление электромагнитных полей (при высокочастотной сварке), дополнительных шумов при погрузочно-разгрузочных работах.

В общем случае при производстве оборудования и различной аппаратуры для защиты окружающей среды необходимо предусматривать технологические процессы, в которых должны соблюдаться установленные нормы по:

вредным выделениям в производственных помещениях;

выбросам вредных веществ в атмосферу, сточные воды и в почву;

выделениям тепла и влаги в рабочих помещениях;

шумам и вибрациям;

побочным электромагнитным и электростатическим полям;

оптическим, рентгеновским и ионизирующим излучениям.

Защита окружающей среды прежде всего связана со всесторонним изучением биосферы и ее эволюции, с разработкой методологии биологического и экологического прогнозирования.

Наиболее опасным видом непреднамеренного воздействия на природную среду является ее загрязнение. Метеорологические и гидрологические процессы переносят, распространяют и рассеивают промышленные загрязняющие вещества. Биологические процессы способствуют их избирательному накапливанию и концентрации. В каждом из процессов взаимодействия химических элементов со средой обитания и живыми организмами возможно появление неустойчивых состояний и цепных реакций, а действие продуктов загрязнения на отдельный организм или популяцию может оказаться лишь началом цепи событий в биосфере.

С другой стороны, любая производственная деятельность должна быть максимально безопасной для человека, что в первую очередь зависит от безопасности производственного оборудования. Основными требованиями безопасности технологических процессов являются:

• устранение непосредственного контакта работающих с исходными материалами, заготовками, полуфабрикатами, готовой продукцией и отходами производства, оказывающими вредное действие;

1)замена технологических процессов и операций, связанных с возникновением опасных и вредных факторов, процессами и операциями, при которых указанные факторы отсутствуют или обладают меньшей интенсивностью;

2)комплексная механизация и автоматизации производства, применение дистанционного управления процессами и операциями при наличии опасных и вредных производственных факторов;

3)разработка и применение более совершенных средств защиты работающих;

4)рациональная организация труда и отдыха, профилактика монотонности и гиподинамии, ограничение тяжести труда;

5)автоматизация процессов получения информации о возникновении вредностей и опасностей;

6)внедрение систем контроля и управления технологическими процессами, обеспечивающими защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования;

7)своевременное удаление и обезвреживание отходов производства;

8)обеспечение пожаро и взрыво-безопасности.