Билет № 6

Вопрос № 1. Тепловые процессы. Способы передачи тепла. Технологические процессы, скорость которых определяется скоростью подвода или отвода тепла, называются тепловыми процессами, а аппаратура, предназначенная для проведения этих процессов, называется тепловой или теплоиспользующей аппаратурой. К тепловым процессам относятся:

1)нагревание - повышение температуры перерабатываемых материалов путем подвода к ним тепла;

2)охлаждение - понижение температуры перерабатываемых материалов путем отвода от них тепла;

3)конденсация - сжижение паров какого-либо вещества путем отвода от них тепла;

4)испарение - перевод в парообразное состояние какой-либо жидкости путем подвода к ней тепла.

Частным случаем испарения является процесс выпаривания, концентрирования при кипении растворов, путем удаления жидкого летучего растворителя в виде паров. В тепловых процессах взаимодействуют не менее чем две среды с различными температурами, при этом тепло передается самопроизвольно только от среды с большей температурой к среде с меньшей температурой. Среда с более высокой температурой, отдающая тепло при теплообмене, называется теплоносителем, а среда с более низкой температурой, воспринимающая при теплообмене тепло, называется хладагентом.

Передача тепла от одного тепла к другому может происходить посредством теплопроводности, конвекции,

лучеиспускания.

Передача тепла теплопроводностью осуществляется путем переноса тепла при непосредственном соприкосновении отдельных частиц тела. При этом энергия передается от одной частицы к другой в результате колебательного движения частиц.

Передача тепла конвекцией происходит только в жидкостях и газах путем перемещения их частиц.

Конвекция может быть естественной, обусловленной разностью плотностей в различных точках объема жидкости (газа), возникающей вследствие разности температуры в этих точках.

Вынужденной - обусловленной принудительным движением - перемешивание мешалкой

Лучеиспусканием называется процесс передачи тепла путем переноса энергии в виде электромагнитных волн. В этом случае тепловая энергия превращается в лучистую энергию (излучение), которая проходит через пространство и затем снова превращается в тепловую.

В реальных условиях тепло передается не каким-либо одним из указанных выше способов, а комбинированным путем.

Например, при теплообмене между твердой стенкой и газовой средой, тепло одновременно передается конвекцией, теплопроводностью и излучением.

Вопрос № 2 Технологическая схема: дегидрирование изопентана до изомилена.

Свежий и возвратный изопентан поступает в сепаратор 2, где разделяется газовая фаза от жидкой. Жидкая фаза поступает в испаритель 3, где испаряется и через сепаратор поступает в перегреватель 57, где перегреваются до 107°С паром, поступает в змеевик реактора, где нагревается за счет охлаждения контактного газа. Потом поступает в трубчатую печь и где перегревается до 450°С, потом перегретые пары поступают в нижнюю часть реактора под давлением и проходят через слой катализатора, который находиться на решетках в виде пыли. Пылевидный катализатор пульсирует, напоминая кипящий слой. В кипящем слое происходит реакция дегидрирования. Получаются газы и начинают подниматься вверх, проходя змеевик закаливаются (снижается на 50°С) поступает в циклоны, очищаются от катализаторной пыли и поступают в котел-утилизатор 7, где охлаждается до 250°С за счет подачи холодной воды, потом поступают в скруббер 8 для окончательной очистки и охлаждения за счет циркуляции воды насосами 9 и 10. Очищенный контактный газ сверху скруббера 8 уходит на стадию выделения.

После реакции дегидрирования расщепляются до элементарного углерода и водорода. Углерод в виде кокса оседает на поверхности катализатора и закрывает активные центры катализатора. Для восстановления активности катализатора мы выдавливаем с помощью азота, по транспортной трубе в генератор 14, туда подаем кислород воздуха, топливный газ и происходит реакция сгорания кокса. Восстановленный катализатор по транспортной трубе с помощью азота возвращается в реактор 5. Необходимым условием для работы реакторного блока является непрерывная циркуляция между регенератором и генератором. В регенераторе 14, после сгорания, образуются дымовые газы, поднимаются вверх по регенератору, очищаются в циклонах, поступает в котел-утилизатор 16, где охлаждаются за счет, испарения холодной воды (обр. вторичный пар). Поступает в электрофильтр 18, окончательно очищаются и выбрасываются в атмосферу.

Вопрос № 3. Обогащение сырья. Сырьё — это природные материалы, используемые технологией для переработки в предметы и продукты народного потребления. Полупродукты - это продукты частичной переработки сырья, являются готовым продуктом для одного предприятия и сырьём для другого. Отходы - это побочные продукты, которые после переработки не находят дальнейшего применения на данном предприятие, но могут быть использованы в качестве сырья на другом предприятии. Рациональное использование сырья.

-Применение обогащенного сырья.

-Комплексное использование сырья.

-Регенерация сырья.

-Изыскания и применение дешёвого вида сырья.

-Использование отходов.

-Замена пищевого сырья непищевым.

Обогащение - это такая подготовка сырья, при котором уменьшается содержание пустой породы, а увеличивается содержание полезной части сырья. Она позволяет сократить транспортные расходы, сократить энергозатраты и трудозатраты, повысить производство и снизить себе стоимость. Для обогащения жидкого и газообразного сырья применяются массообменные процессы. Твердое сырье методами: пропуск через сита, грохота, с различной величиной отверстия, гравитационное обогащение.