Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И
Скачать (прямая ссылка):
Ядерна енергія. Освоєння і промислове застосування ядерної енергії для виробництва електричної енергії безмежно збільшує запаси природної енергії. Дедалі більшого поширення набувають радіаційно-хімічні процеси. Дальше використання атомної енергії в хімічній технології є найактуальнішим завданням сучасної науки і техніки.
Хімічна енергія гальванічних елементів і акумуляторів поки-що мало використовується в хімічній технології. В майбутньому ці джерела енергії матимуть величезне значення, тому що при невеликих габаритах в них можна досягати великої потужності з високим к. к. д. Останнім часом для збільшення строку використання в гальванічний елемент добавляють активний матеріал в міру його витрати. Це досягається в спеціальних приладах — електрохімічних генераторах електричної енергії. Прилади, в яких активним матеріалом негативного
електрода є звичайне паливо — природний газ, H2, CO тощо — називають паливними елементами. Активним матеріалом катода може бути O2.
Останнім часом широко використовують хімічну енергію вибухо-вих_4іеновин у будівництві аддоелектростандій, щлюцв, каналів, добуванні сировини з родовищ та ін. Хімічна енергія нагромаджу» ється і витрачається також і в біохімічних процесах, які відбуваються в рослинних клітинах. Біохімічні процеси лежать в основі багатьох важливих виробництв, таких як дріжджове, хлібопекарське, спиртове, пивоварне, виробництво чаю, тютюну, ацетону, оцтової, лимонної, молочної та масляної кислот.
Світлову енергію дедалі частіше використовують у хімічній технології для проведення фотохімічних процесів: синтезу хлороводню, галогенування і сульфування органічних сполук. Світлова енергія перетворюється в електричну в фотоелементах, які широко використовуються в промисловості для автоматизації і механізації технологічних процесів, контролю виробництва, для сигналізації і регулювання технологічних процесів, при збагаченні сировини та ін.
На хімічних підприємствах велике значення має вторинна енергія у вигляді відходів або побічних продуктів виробництва — гарячих газів, води, рідин, пари тощо, які широко використовуються для здійснення технологічних процесів і для побутових потреб.
Промислові ресурси енергії закладені в запасах вугілля, нафти, природних газів, торфу, сланців, деревини, гідроенергії, частково енергії вітру і сонячної енергії. Світові запаси основних видів палива становлять приблизно 6000 млрд. т умовного палива, з якого 91,8% припадає на кам'яне вугілля і лігніни, 3,1% —на нафту і 1,9% — на природні гази. У світових запасах урану і торію міститься енергія, яка в десятки разів перевищує потенціальну енергію відомих запасів вугілля, нафти і природних га ів разом взятих. CPCP за запасами енергетичних ресурсів — одна з найбагатших країн світу. Та хоч які великі запаси енергетичних ресурсів в нашій країні, треба на кожному кроці запроваджувати сувору економію енергії і раціональне використання її на виробництві. Боротьба з усіма видами понаднормових витрат енергії і нераціонального її використання є важливим завданням хімічної технології.
У майбутньому, можливо, набудуть великого значення такі джерела енергії, як енергія вітру, сонця, тепла земної кори, припливів і відпливів.
t " Раціональне використання енергії. В енергомістких хімічних виробництвах витрати енергії впливають на техніко-економічні показники процесів. Критерієм економічного використання її є «коефіцієнт використання енергії». Коефіцієнтом використання енергії т)е називається відношення кількості енергії, яку необхідно витратити теоретично на добування одиниці (маси або об'єму) продукції WT, до кількості практично витраченої енергії W„p
^e= -WL~ ¦ 100%. (145)
пр
Вода
Рис. 105. Котел-утилізатор
/ — вентиль; 2 — вологовіддільиик; 3 — корпус; 4 — труби, через які проходять гаряч-' гази; 5 — штуцер для введення водн
Ступінь використання тепла в хіміко-технологічному процесі виражається тепловим к. к. д. т)т, під яким розуміють відношення кількості теплоти, використаної на здійснення основних хімічних реакцій Qx, до загальної кількості теплоти, витраченої на процес Qnp
Пт = -^- • 100%. (146)
^пр
Щоб визначити тепловий к. к. д. апарата, треба скласти тепловий баланс. Для використання тепла газоподібними продуктами реакцій у спеціальних теплообмінниках-рекуператорах нагрівають реагенти, що надходять в апарат. Тепло газоподібних продуктів використовують також в апаратах-регенераторах енергії для нагрівання газів-тепло-носів або для виробництва пари в котлах-утилізаторах, схема якого наведена на рис. 105. Гарячі гази рухаються по трубах, розміщених у корпусі апарата; в міжтрубному просторі знаходиться вода, яка подається через штуцер. Водяна пара, що утворюється в котлі, виводиться через вентиль. Тепло продуктів відходу на хімічних заводах використовують для сушіння, випарювання, дистиляції та нагрівання води для потреб заводу або населення.
РОЗДІЛ Xl
Вода в хімічній промисловості
Вода відіграє надзвичайно важливу роль у природі і в житті людини. Загальна кількість води на земній кулі становить близько 2 X X 1018 т. Вода є найбільш поширеним теплоносієм, найбільш універсальним розчинником і найбільш поширеним каталізатором. Біль-
