Общая химическая технология. Брянкин К.В - 53 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Применение кислорода в качестве окислителя приводит к повышению температуры экзотермических про-
цессов с соответствующим увеличением энергетического КПД при одновременном уменьшении реакционных
объемов. Так, использование кислорода в производстве азотной кислоты обеспечивает повышение скорости
окисления оксида азота в 200 раз: при этом объем аппаратуры контактного узла сокращается в 4 раза, абсорб-
ционного узла – более чем в 5 раз, а абсорбционной колонны – примерно в 30 раз. Замена атмосферного возду-
ха кислородом при получении белково–витаминных концентратов (БВК) позволяет увеличить производитель-
ность аппаратов в 3,5 раза. Концентрация биомассы в процессе ферментации повышается более чем в 6 раз, а
удельный расход газа снижается в 45 раз; при этом потребность в ферментерах сокращается в 3,5 раза и в сепа-
раторах – в 8,5 раза.
Кислород применяется в ряде традиционных процессов химии, нефтехимии, металлургии, машинострое-
ния, биотехнологии, очистки сточных вод, а также в энергетике, ядерной физике и медицине.
Азот широко используют во многих технологических процессах химической промышленности и промыш-
ленности минеральных удобрений, на долю которых приходится до 64 % в общем балансе его потребления.
Азот применяют в качестве технологического компонента при производстве аммиака, карбамида, капролакта-
ма, этилена, пропилена, полихлорвинила, искусственных и синтетических волокон. Жидкий азот применяют
также в синтезе аммиака для промывки конвертированного газа от оксида углерода, метана и аргона. Весьма
эффективным оказалось использование жидкого азота в процессе измельчения твердых тел. Криоизмельчение
позволяет увеличить удельную поверхность вещества до 1,2 м
2
/г, устранить его окисление и агрегацию частиц.
Представляется исключительно перспективным применение жидкого азота в технике высокотемпературной
сверхпроводимости (ВТСП). Сверхпроводящие системы с жидким азотом могут найти разнообразное примене-
ние в измерительной аппаратуре для научных исследований, медицине, электронике, электротехнике, термо-
ядерной энергетике, транспорте, в новых методах хранения и передачи энергии.
Сжиженные газы (азот, кислород, аргон, гелий и водород) широко используют в криогенной технике для полу-
чения глубокого холода и в процессах криохимической технологии большого круга химических веществ и
материалов, включая чистые и сверхчистые продукты органического и неорганического синтеза и твердо-
фазные композиции со специальными свойствами (ферриты, твердые электролиты, катализаторы, пьезоке-
рамика). Процессы криохимической технологии будут во все возрастающих масштабах использоваться в
производстве солей и минеральных удобрений, а также многих органических продуктов, включая фенол,
салициловую кислоту, сульфокислоты, каучуки, ядохимикаты, нафталин и красители.
Из воздуха в промышленном масштабе получают почти все благородные газы. Только гелий получают по-
ка в основном из природного газа, в котором его концентрация выше, чем в воздухе. Благородные газы (аргон,
гелий, неон, криптон и ксенон) все более широко используют в качестве эффективных защитных сред и рабочих
веществ в сложных технологических процессах химии, металлургии, машиностроения, энергетики и других важ-
нейших отраслей народного хозяйства.
4.7. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ БАЗА ХИМИЧЕСКОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Современная химическая промышленность является одним из крупнейших потребителей топлива и элек-
троэнергии; она широко использует тепловую, электрическую и механическую энергию. Структура потребле-
ния энергии характеризуется следующими данными (в %): тепловая – 48, электрическая – 44, топливо прямого
использования – 8.
Тепловые процессы расходуют теплоту различных температурных потенциалов. По видам используемой те-
пловой энергии они подразделяются на высоко-, средне- и низкотемпературные и криогенные процессы.
Высокотемпературные процессы (> 773 К) используют главным образом для изменения физико-химических
свойств сырья или полуфабрикатов посредством их обжига, а также для интенсификации химических ре-
акций. Эту энергию получают за счет сжигания различных видов топлива (угля и продуктов его переработ-
ки – кокса, доменного и коксового газа, жидкого топлива и природного газа), непосредственно в техноло-
гических устройствах.
Среднетемпературные (423…773 К) и низкотемпературные (373…423 К) процессы используют тогда, ко-
гда необходимы физико-химические изменения свойств обрабатываемых материалов, для осуществления кото-
рых требуются повышенные температуры и давления. Это термический пиролиз и крекинг, выпарка, дистилля-
ция, конверсия, сушка и обогрев в химической, нефтеперерабатывающей промышленности и ряде других от-
раслей, очистка и сортировка обрабатываемых материалов (мокрое обогащение железных руд, промывка мате-
риалов в химической, целлюлозно-бумажной, легкой промышленности и т.п.). Низкопотенциальную энергию
используют также для создания комфортных условий труда и быта в помещениях производственного и непро-
изводственного назначения, бытового и коммунального горячего водоснабжения, отопления, вентиляции, кон-
диционирования воздуха.
Основными энергоносителями, обеспечивающими тепловой энергией средне- и низкотемпературные процессы, яв-
ляются пар и горячая вода.
Криогенные процессы протекают при температуре ниже 120 К (сжижение и отверждение газов) и исполь-
зуются для осуществления процессов криохимической технологии (процессы криокристаллизации, криоэкстра-

Страницы