Химико-технологические системы тепловые

I ступень иерархии — типовые химико-технологические процессы (механические, гидродинамические, тепловые, диффузионные, химические) и локальные системы стабилизации II ступень иерархии — химико-технологические системы, соответствующие технологическим цехам или участкам, САУ процессами организационного и технологического функционирования цехов или участков и САУ химико-технологическими системами III ступень иерархии — сложные химико-техно-логические системы, отвечающие химическим производствам целевых или промежуточных продуктов, и САУ организационного и технологического функционирования производств IV ступень иерархии — химическое предприятие (завод) в целом п автоматизированная информационная система организационного управления предприятием 1, 2.....N.....>5 — подсистемы I и II [c.14]

В настоящее время в системе химико-технологического образования студентам читается курс Математическое моделирование химико-технологических процессов , представляющий собой количественный анализ с помощью математических моделей типовых процессов химической технологии (гидродинамических, тепловых, диффузионных и химических). Курс лекций, в котором рассматриваются принципы соединения отдельных типовых процессов, т. е. принципы построения технологических схем и агрегатов любых производств химических и нефтехимических предприятий, впервые начал читаться немногим более 10 лет назад при подготовке инженеров по кибернетике химико-технологических процессов в МХТИ им. Д. И. Менделеева. [c.7]

Учебное пособие Примеры и задачи по общей химической технологии является дополнением к учебнику Общая химическая технология . Пособие охватывает основные разделы учебной дисциплины Общая химическая технология — физико-химические основы химических процессов, химические процессы и реакторы, химико-техно-логические системы. В соответствии с общей направленностью курса основное внимание уделено расчетам процессов с химическими превращениями. Вначале предлагается расчет основных технологических показателей производства, используя данные по протекающим в нем химическим превращениям. Здесь же обращено внимание на культуру расчета - соблюдение размерностей и некоторые вопросы точности вычислений. Затем предлагается расчетный материал последовательно от частного к общему физико-химические закономерности химических процессов, расчет химического реактора и системы реакторов, материальный и тепловой балансы химико-технологической системы и химического производства. Каждый раздел содержит краткие сведения о процессе и основные расчетные формулы, примеры расчетов и задачи для самостоятельного решения, ответы на которые приведены в конце книги. Исключение составляет глава Материальный и тепловой балансы химико-технологической системы - в нем приведены только примеры технологического расчета конкретного производства, чтобы показать логику разных расчетов и форму их представления. [c.3]

Разработанный на основе анализа топологических свойств циклических потоковых графов алгоритм расчета материальных и тепловых балансов ХТС формализует процесс составления и определения оптимальной стратегии решения систем уравнений балансов и создает объективные предпосылки для автоматизации выполнения указанных операций с помощью ЭВМ при анализе химико-технологической системы на стадиях проектирования и эксплуатации. Наряду с этим предложенный алгоритм позволяет находить точки оптимального размещения контрольно-измерительных приборов для контроля за технологическими потоками ХТС и непрерывно получать информацию о неизмеряемых с точки зрения оперативного контроля значениях технологических потоков системы с целью повышения качества управления технологическими процессами. [c.219]

Состояние химико-технологической системы, определенной из материального и теплового балансов, позволяет определить и другие показатели химического производства, которые были перечислены в разделе 2.3. Конечно, для этого необходимо знать технологическую схему всего производства и его оборудование. Эти показатели характеризуют эффективность организации процесса в ХТС по разным признакам. Для промышленных систем наиболее важным будет определение экономической эффективности производства, включая приведенные затраты, себестоимость продукции, прибыль от ее реализации, последовательность расчета которых рассматривается в экономи- [c.290]

Пример 38. Произвести расчет материальных и тепловых балансов для потоков химико-технологической системы (ХТС) применительно к синтезу нитрила акриловой кислоты (НАК). [c.209]

Контактные аппараты сернокислотного производства, работа-ющ,ие по схемам одинарного контактирования (см. рис. 16) и двойного контактирования — двойной абсорбции (рис. 36), представляют собой замкнутые химико-технологические системы. Эти системы включают последовательно функционирующие слои катализатора и теплообменники и содержат обратные связи по теплу между реакционной смесью и исходным газом. Наличие обратных тепловых потоков в системе обусловливает возможность появления неустойчивых режимов [62, 631. [c.182]

Элемент ФХС есть отдельное явление химическое, механическое, тепловое, диффузионное, электрическое, магнитное. Связь между элементами — это причинно-следственные отношения между явлениями (эффектами). Совокупность элементов ФХС и связей между ними образует структуру ФХС. Структура ФХС имеет ряд особенностей, определяющих специфику химико-технологического процесса как сложной причинно-следственной системы. [c.31]

Ранее было отмечено, что контактные узлы сернокислотного производства (см. рис. 23, 24) содержат обратные связи по теплу между реакционной смесью и исходным газом, т. е. представляют собой замкнутые химико-технологические системы. Как показано в работах [85, 86], наличие в схемах контактных узлов обратных тепловых потоков может привести к появлению неустойчивых режимов при определенных значениях параметров. При этом условия баланса по веществу и теплу в разрывах обратных потоков, выполнения которых обычно достигают при проведении итерационного расчета схемы относительно переменных в разрывах , целесообразно перенести на уровень оптимизации, рассматривая их как ограничения типа равенства и считая переменные в разрывах дополнительными варьируемыми переменными [см. задачу 4, выражения (I, 79)—(I, 81)]. Это позволяет в каждой точке расширенного пространства варьируемых переменных, полученной в процессе оптимизации, выполнять расчет лишь разомкнутой схемы, и, таким образом, избежать при выполнении вычислений появления нежелательных нулевых режимов и неоднократной проверки условий неустойчивости. Эти условия достаточно проверить лишь в конечной (оптимальной) точке. Таким образом, прием вынесения ограничений в критерий оптимизации (составную функцию), позволяет перейти к эквивалентной задаче оптимизации для разомкнутой схемы в расширенном пространстве варьируемых переменных. [c.146]

Рис. УИ-17. Химико-технологическая система с рециклом (а) и ее сигнальный граф (б) ql — тепловой поток.

Рассмотрению химического производства как сложной системы посвящены работы В. В. Кафарова, показывающие пути исследования и оптимизации ХТС. А именно принимается, что химическое предприятие можно представить в виде отдельных систем (подсистем), взаимодействие между которыми соответствует иерархической структуре, изображенной на рис. 47. Первая ступень иерархии— типовые технологические процессы механические, гидромеханические, тепловые, диффузионные, химические. Вторая ступень — химико-технологические системы, соответствующие цехам или участкам. Третья ступень — сложные химико-технологические системы, отвечающие производствам целевых или промежуточных продуктов. Четвертая ступень — химическое предприятие в целом. [c.120]

МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ТЕПЛОВОЙ БАЛАНСЫ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ [c.150]

Уравнения (5.3)-(5.5) есть балансы, представленные равенством массы или теплоты между входящими и выходящими потоками для каждого элемента или подсистемы ХТС. Связь между элементами не меняет состояние потока, и потому масса и энергия в нем не меняется. Таким образом, расчет ХТС представляет собой установление балансов массы и теплоты для всех его элементов с учетом связей между ними. Такой расчет называют балансовым расчетом или просто балансом, различая материальный баланс (5.3), (5.4) и тепловой баланс (5.5) химико-технологической системы и ее частей. [c.248]

Поскольку в технологических аппаратах происходит изменение состояния потоков, рассмотрим сначала составление материального и теплового балансов между входными и выходными потоками элементов ХТС, а затем - способы расчета балансов ХТС в целом с учетом связей между ее элементами. Химический состав и количество многокомпонентной смеси позволяет определить почти все ее свойства, рассчитать содержание каждого из компонентов и, следовательно, производительность, в том числе, расход исходной смеси, количество отходов и многое другое. Для расчета тепловых потоков еще необходимы состав и количество материальных потоков. Поэтому с определения материального баланса и начнем расчет состояния химико-технологической системы. [c.248]

Существенный аспект топливно-энергетической проблемы — это повыщение эффективности использования топливных ресурсов, в частности возможно более полное использование всех видов энергии. Известно, что химическая промышленность и смежные с ней отрасли являются крупнейшими потребителями тепловой и электрической энергии. В последние годы особенно большое внимание уделялось снижению всех видов энергозатрат в химико-технологических процессах — прежде всего уменьшению теплопотерь и наиболее полному использованию реакционной теплоты. Одним из путей повышения энергетической эффективности химико-технологических процессов служит химическая энерготехнология, т. е. организация крупномасштабных химико-технологических процессов с максимальным использованием энергии (прежде всего теплоты) химических реакций. В энерготехнологических схемах энергетические установки — котлы-утилизаторы, газовые и паровые турбины составляют единую систему с химико-технологическими установками химические и энергетические стадии процесса взаимосвязаны и взаимообусловлены. Химические реакторы одновременно выполняют функции энергетических устройств, например вырабатывают пар заданных параметров. Энерготехнологические системы реализуются прежде всего на базе агрегатов большой мощности — крупнотоннажных установок синтеза аммиака, синтеза метанола, производства серной кислоты, азотной кислоты, получения карбамида, аммиачной селитры и т. д. [c.37]

Тепловой баланс элемента химико-технологической системы [c.260]

Химико-технологический процесс осуществляют с целью преобразования сырья в товарные продукты. Систему аппаратов с различным функциональным назначением, взаимосвязанных материальными и энергетическими потоками и действующих как единое целое с целью выпуска товарной продукции заданного качества, называют химико-технологической системой (ХТС). Число аппаратов, последовательность их участия в производственном процессе, направления материальных и тепловых потоков между аппаратами характеризуют структуру ХТС. Структуру ХТС образуют входящие в ее состав элементы и связи между ними. Элементами химико-технологической системы являются отдельные аппараты. Связи между элементами выступают в виде трубопроводов, по которым передаются материальные и тепловые потоки. [c.152]

Приведите основную форму представления материального и теплового балансов химико-технологической системы. [c.270]

Основным направлением в повышении энергетической эффективности химических производств является снижение их энергоемкости за счет использования внутренних ресурсов каждой химико-технологической системы (ХТС). Этому благоприятствует создание агрегатов большой мощности, перевод производств на непрерывную технологию, использование топливного потенциала горючих отходов, рациональная организация энерготехнологических агрегатов. Так, при создании агрегатов большой мощности резко снижаются удельные потери тепла для непрерывных производств характерно выделение тепла стабилизированных параметров и постоянное количество энергии, выделяемой в единицу времени сжигание отходов должно быть организовано так, чтобы оно не требовало дополнительных расходов топлива, а само явилось источником получения тепловой энергии. [c.191]

ОСНОВНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ МАССИВЫ ПОДСИСТЕМЫ РАСЧЕТА МАТЕРИАЛЬНЫХ И ТЕПЛОВЫХ БАЛАНСОВ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ [c.3]

Материальный и тепловой балансы химико-технологической системы 153 [c.153]

Основные ыринципы создания САПР. Как уже отмечалось, переход к автоматизированному проектированию не исключает существующей в традиционном проектировании декомпозиции задач и объекта по функциональному назначению, разве что могут выделяться более обобщенные подразделения. Как и ранее, необходимо рассчитывать материальный и тепловой балансы химико-технологической системы (ХТС), характеристики оборудования, решать задачи компоновки оборудования и т. д. Можно предполагать, что внедрение САПР позволит объединить решение этих задач без вждачи и оформления промежуточных документов что сократит время проектирования. В связи с этим в САПР выделяются отдельные подсистемы по признаку решаемых задач (функциональные подсистемы) в рамках двух этапов — технологического и общеинженерного проектирования. [c.37]

При проектировании химико-технологической системы, допу- скающей многовариантность схем, встает проблема выбора опти- г мальной среди возможных. Очевидно, выбор оптимальной схемы необходимо производить исходя из некоторого непротиворечивого Г критерия. Таким критерием могут быть, например, минимальные капитальные и эксплуатационные затраты при выполнении тре- бований на конечные продукты с максимальной утилизацией мате- у риальных и тепловых потоков. [c.15]

Химико-технологическая система (ХТС) - совокупность аппаратов, машин и других устройств элементов) и материальных, тепловых, энергетических и других потоков связей) между ними, функциониру- [c.227]

Основная операщи проектирования новых и анализа действующих химико-технологических систем - это расчёт материально-тепловых балансов в условиях установившегося технологического режима. При проектировании химико-технологических систем (ХТС) значения материально-тепловых нафузок и производительностей элементов ХТС представляют собой исходную информацию для расчёта значений технологических к констр) кцио1ШЫХ параметров элементов ХТС, а также для расчёта значений удельных расходных норм или расходных коэффициентов сырья и топливно-энергетических ресурсов. Первым этапом такого расчёта является постановка задачи и составление системы уравнений материально-тепловых балансов. [c.185]

Когда теплообменник включается в эксплуатацию, поверхности теплообмена, как правило, являются чистыми. При работе в энергетических и химико-технологических системах способность передавать тепло у аппаратов со временем постепенно ухудшается. Это происходит вследствие отложения на поверхности теплообмена теплоизолирующих веществ. В тех случаях, когда технологическая линия, в которой осуществляется процесс, состоит из многих единиц оборудования, протекание всего процесса может быть нарушено из-за того, что в каком-то отдельном аппарате преждевременно снижается эффективность пеоеда-чи тепла и тепловая нагрузка. [c.314]

Разработку системы хронопрострапственных метрик сайта технологических процессов целесообразно осуществить на базе общепринятой классификации химико-технологических процессов. В основу этой классификации положена общность кинетических закономерностей, целенаправленность и способы осуществления процессов [269, 399]. В рамках этой классификации все процессы разбиты на пять классов гидромеханические, тепловые, массообменные механо-технологические, химические. Воздействие акустических колебаний на отдельные процессы этих классов может иметь разную степень результативности. В энциклопедии [429] отмечаются следующие уровни воздействия стимулирующие (акустическое воздействие является движущей силой процесса, например, акустическое диспергирование) интенсифицирующие (воздействие выступает как фактор, ускоряющий течение процесса, например, массообмен в акустическом поле) оптимизирующие (акустические колебания упорядочивают течение процесса, например, акустическое гранулирование). В табл. 4.1. приведена систематизация ГА-процессов, согласованная с общепринятой клас- [c.148]

Другим возможным распределением тепловой нагрузки в теплообменной системе является передача равного количества тепла в каждом теплообменнике. При этом используется интегральногипотетический принцип синтеза химико-технологических систем и задача синтеза ТС формулизуется как задача о назначениях. Оптимальная структура ТС определяется путем выбора оптимального варианта из гипотетической обобщенной технологической схемы, включающей совокупность всех альтернативных вариантов теплообменных систем. [c.78]

В рассмотренных в работах [1—9] процессах температура слоя медленно меняется со временем при внесении внешних возмущений (например, при изменении скорости потока и 1)). Б то же время концентрационные поля газового реагента изменяются по сравнению с температурой практически безынерционно, т. е. концентрация реагента находится в квазистационарном режиме по отношению к температуре. Возникает естественное разделение переменных на быструю — концентрацию и медленную — температуру. В гл. 3 рассматривался вопрос разделения времен в подобных химико-технологических процессах. Там же приведены различные оценки, позволяющие с достаточным основанием считать одни процессы быстрыми, а другие медленными. Для изучаемого в настоящей работе нестационарного процесса предположение о квазистационарпости концентрационных полей по отношению к тепловым подразумевает, что в системе уравнений явно зависит от времени только медленная переменная, ответственная за изменение тепловых полей. Локальные флуктуации концентрационных полей предполагаю йся не наблюдаемыми концентрации не зависят от времени явно. Концентрационные поля следуют за тепловыми безынерционно. Распределение концентраций по длине реактора зависит только от мгновенного значения скорости потока газа (управляющего параметра) и мгновенного распределения температуры по длине реактора. [c.101]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология