Контрольные вопросы

1. Какова специфика инновационно-инвестиционной деятельности в Ук­раине?

2. Что является исходным механизмом реализации инновавционно-инве­стиционного механизма?

3. Назовите приоритетные направления инновационно-инвестицион­ной деятельности, которые заслуживают государственной под­держки.

4. Какую роль играет технология в формировании приоритетных направ­лений инновационно-инвестиционной деятельности?

5. Каковы формы вмешательства государства в технологическую об­ласть?

6. В каких формах может реализоваться помощь государства предпри­ятиям?

7. Почему государство является главным действующим лицом стратегической борьбы?

8. В каких секторах экономики наиболее активно проявляется стратегическая роль государства?

9. Как влияет вмешательство государства в технологическое развитие на особенности механизма конкуренции между предприятиями?

Модуль №2 самостоятельная работа №3 сырье, топливо и энергия в различных технологических процессах

Сырьем называют природные и искусственные материалы, которые ис­пользуют для производства продукции. Это один из наиболее важных эле­ментов производства, от качества которого и эффективности использования зависит эффективность работы всего предприятия.

По мере развития промышленныости сырьевая база расширяется, появ­ляются новые виды сырья, все чаще в качестве сырья используют отходы производства. Иногда используют сырье, которое уже подвергалолось про­мышленной обработке (полуфабрикаты) или готовую продукция одного про­изводства становится сырьем для другого (чугун, химические волокна, кок­совый газ). Сырье, используемое в технологических процессах, называют ис­ходными материалами.

Сырье классифицируют по таким признакам: по происхождению, по агрегатному состоянию, по роли в технологическом процессе.

- По происхождению:

 природное сырье – вещества природного происхождения (уголь, нефть, руда, шерсть, лен и т.д.). В свою очередь, делится на:

- минеральное сырье, добываемое из недр Земли или на ее поверх­ности (рудное – руды различных металлов; топливно-энергетическое – уголь, нефть, газ, горючие сланцы; химическое – калийные соли, сера, апа­титы, фосфориты; строительное – гранит, известняк, песок, глина; драгоцен­ные камни – алмаз, янтарь, аметист – в основном, для ювелирной промыш­ленности);

- растительное ( листья и стволы растений, цветы, семена,плоды, корни, в т.ч. лен, схарная свекла, хлопок, древесина, зерно и т.д.);

- животное (шерсть, кожа, шелк, молоко, мех).

При этом следует помнить, что сырье растительного и животного происхождения восстанавливается человеческим трудом, в то время как ми­неральное – нет.

 искусственное сырье – продукт определенного технологического про­цесса. Например, чугун является продукцией доменного производства, но для получения стали он является сырьем; готовая продукция ткацкого цеха – ткань – является сырьем для пошива одежды и т.д.

 вторичное сырье – это отходы (промышленные и потребительские) и побочная продукция производства. Промышленные отходы – остатки сырья и полуфабриката при изготовлении основного продукта; потребительские – изделия или вещества, которые в процессе использования утратили свои свойства (изделия из металла – металлолом, изделия из бумаги – макула­тура и т.д.). Побочные продукты – продукты, которые образовались параллельно с основной продукцией, но не являлись целью производства. Например, при производ­стве чугуна побочным продуктом является шлак, который исполь­зуют в про­изводстве цемента. Использование вторичного сырья весьма акту­ально в на­стоящий момент с экономической и экологической точки зрения.

Рециркуляция металлов, т.е. многократное возвращение металла в произ­водство (использование лома металлов) позволяет не только избежать истощения природных рудных ресурсов, но и сэкономить до 60…80 % энер­гии по сравнению с получением металлов из руды. Чаще всего вторичный металл с примесями вновь используется аналогично первичному в традици­он­ных процессах получения металлов. Например, стальной лом используется в качестве одного из исходных материалов в конвертерном, мартеновском, электродуговом производствах, является основным материалом при про­из­водстве стали индукционным методом. Кстати, свыше половины всей стали в Украине выплавляется из вторичных металлов. Чем лучше обеспечены за­воды ломом, тем дешевле обходится продукция.

Из цветных металлов наиболее высока доля вторичного металла в об­щем объеме производства алюминия, использование рециркуляции этого ме­талла дает существенные снижения затрат электроэнергии – на 18 % .

Перспективные ресурсосберегающие технологии рециркуляции чер­ных и цветных металлов сегодня являются объектом пристального внима­ния уче­ных всех стран мира, так как использование вторичного сырья способствует решению глобальных проблем человечества – энергосбережения и экологи­ческой безопасности. Горнообогатительный комплекс Украины включает 35 предприятий вторичного сырья, и число их предполается уве­личивать.

В некоторых странах достигнут достаточно высокий уровень использова­ния вторичных металлов, прежде всего, это страны с низкими при­родными ресурсами и наиболее высокими ценами на электроэнергию по срав­нению со среднемировыми. Так, например, в Японии, уровень рециркуляции алюминия составляет 100% ( в Украине – 10 %, в России – 13%, среднемиро­вой уровень – 47 %).

- По агрегатному состоянию сырье классифицируют на твердое (ка­мень, уголь, руда), жидкое (вода, нефть, кислоты, растворы солей), газооб­разное (воздух, природный газ и т.д.).

- По роли в технологическом процессе сырье делят на основное (ме­таллы и сплавы для машин, древесина для мебели, текстильные волокна для ткани) и вспомогательное (красители для тканей, вода для охлаждения до­менных печей и т.д.).

Совокупность ствойств, структуры и состава сырья определяют его каче­ство. От качества сырья во многом зависит характер технологического процесса, режим работы и производительность оборудования, качество и се­бестоимость готовой продукции. В структуре себестоимости продукции 40…60 % составляет стоимость сырья.

Большую роль при этом также играет экономичное (рациональное) использование сырья, которое предполагает его правильный выбор (осо­бенно при наличии альтернативы), его подготовка к технологическому про­цессу, комплексная переработка с привлечением сразу нескольких предпри­ятий (например, в металлургическом производстве из одной руды получают сразу несколько металлов).

Этап подготовки сырья к переработке необходим в любом про­цессе производства продукции.

Например, при подготовке минерального сырья его подвергают дробле­нию (на куски меньших размеров или в порошок) с помощью дробильных устройств, мельниц; классификации (сортировке) – с помощью решеток, сит; обогащению (увеличению содержания полезных компонентов), например, руду в металлургическом производстве обогащают с помощью промывки водой, гравитационным способом, флотацион­ным, магнитным; переработке в куски необходимых размеров и состава (кускованию), на­пример, железную руду при производстве чугуна подвергают агломерации и окатыванию, что значительно повышает эффективность доменных печей и снижает себестои­мость конечного продукта - чугуна.

Сырье растительного и животного происхождения также готовят к пере­работке, например, подвергают измельчению, сортировке, очищению от примесей.

Многие технологические процессы требуют использования топлива, например, процесс выплавки чугуна, мартеновский способ производства стали, многие виды химических, строительных производств.

Топливо – вещества, при сгорании которых (или ядерных превраще­ниях) выделяется значительное количество энергии.

Основные виды природного топлива, используемого в различных техно­логических процессах: торф, нефть, уголь, природный газ (основной составляющий элемент – углерод). Переработкой природного топлива полу­чают искуственное топливо: уголькокс, нефть мазут; из твердых потре­бительских сельскохозяйственных отходов получают биогаз, который можно использовать для коммунальных потребностей, транспорта и т.д.

Топливом являются также вещества, используемые на атомных электро­станциях (ядерное топливо) и в ракетных двигателях (ракетное топ­ливо).

Ценность топлива определяется количеством теплоты (в кДж), выделяю­щимся при полном сгорании 1 кг (м³) топлива. Соответственно раз­личают удельную и объемную теплоту сгорания. Сравнительную оценку проводят в единицах условного топлива. За единицу условного топлива при­нимают топливо с теп­лотворной способностью  29000 кДж/кг. На 1 т услов­ного топлива необхо­димо: 1,1 т каменного угля; 2,1 т бурого угля; 2,4 т торфа; 2,4 т дров; 0,67 т нефти; 810 м³ природного газа.

При сгорании 1 т древесного топлива выделяется 10, 2 МДж/кг теп­лоты, каменного угля – 22 МДж/кг, бензина – 44 МДж/кг.

Одним из наиболее перспективных видов топлива является водород (не загрязняет окружающую среду, хорошо сохраняется и транспортируется).

Топливо для использования в технологических процессах перераба-тыва­ется различными способами, например, твердое топливо под­вергается сухой перегонке (нагреву без доступа воздуха для производства искус-ственного твердого топлива и летучих продуктов), газификации (искус­ствен-ному превращению твердого топлива в горючие газы), гидрогенизации (обра-ботке водородом при высокой температуре).

Топливо классифицируют по таким признакам:

1. По агрегатному состоянию: твердое (уголь, древесина, торф, кокс), жидкое (нефть и продукты ее переработки), газообразное (природный, коксо­вый, доменный газ).

2. По происхождению: природное (уголь, нефть, природный газ), искус­ственное (кокс, бензин).

3. По удельной теплоте сгорания: высококалорийное (удельная теп­лота сгорания болеее 4200 кДж/кг), среднекалорийное (2500…4200 кДж/кг), низкокалорий­ное (менее 2500 кДж/кг).

4. По характеру использования: энергетическое (для получения тепло­вой энергии), технологическое (для использования в печах и аппара­тах), комплексное.

5. По исходному сырью: нефтяное, газовое и т.д.

6. По восстановимости в природе: восстанавливаемое и невосста-навли­ваемое.

Все технологические процессы связаны с потреблением или выделе­нием энергии или взаимным преврашенияем одного вида энергии в другой.

Энергия необходима для производства сырья, его транспортировки, под­готовки сырья к переработке, для изготовления продукции, транспорти­ровки сырья и готовой продукции и т.д.

Разные виды производств требуют различных видов энергии.

Чаще всего используется электрическая энергия (60 %) – для получе­ния механической энергии, осуществления физических и механических про­цессов обработки материалов, нагревания, освещения, осуществления элек­трохимических процессов; источниками являются электростанции (тепловые, атомные, гидро-, солнечные, ветряные).

Тепловая энергия – энергия, получаемая при сгорании топлива, использу­ется в металлургической промышленности, в различных процессах обработки металлов, в химической, легкой, пищевой промышленности – для сушки сырья и продукции, для переработки в электрическую; носители – печные газы, водяной пар, перегретая вода и т.д.

Химическая энергия – энергия, выделяемая в результате экзотермиче­с-ких химических реакций; используется для нагрева сырья в различных ви­дах производств, проведения эндотермических реакций в химической про­мыш­ленности; преобразования в электрическую (гальванические элементы, акку­муляторы и т.д.).

Световая энергия, источником которой является Солнце, приобретает все большее значение и используется для создания фотоэлементов, фотоэлек­трических датчиков, в сварке; с ее помощью реализуются многие фотохими­ческие процессы в химической технологии; в солнечных батареях на косми­ческих кораблях и т.д.

Механическая энергия используется при сварке, измельчении, перемеши­вании, сырья, при транспортировке сырья и продукции и т.д.

Ядерная энергия используется для нагревания, при радиационно-химиче­ских процессах, для преобразования в электрическую.