WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |

«О.А. ТИШИН, В.Н. ХАРИТОНОВ, Н.Ц. ГАТАПОВА, А.Н КОЛИУХ А.Н. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ В ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ГИИ Рекомендовано Учёным советом университета в ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тамбовский государственный технический университет»

университет

Волжский политехнический институт (филиал)

филиал)

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственный технический университет университет»

О.А. ТИШИН, В.Н. ХАРИТОНОВ, Н.Ц. ГАТАПОВА, А.Н КОЛИУХ А.Н.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ

В ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

ГИИ Рекомендовано Учёным советом университета в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальностям 240801, 240802 2, по направлению подготовки бакалавров и магистров Тамбов Издательство ФГБОУ ВПО «ТГТУ»

УДК 66.01(075.8) ББК 280.73я Т Р еце нз е нт ы:

Доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «ТГТУ»

М.А. Промтов Кандидат технических наук заместитель главного инженера ОАО «Пигмент»

П.А. Фефелов Т338 Теоретические основы энерго- и ресурсосбережения в химической технологии : учебное пособие / О.А. Тишин, В.Н. Харитонов, Н.Ц. Гатапова, А.Н. Колиух. – Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2012. – 92 с. – 100 экз. – ISBN 978-5-8265-1152-7.

Содержит сведения о методах расчёта затрат материальных и энергетических ресурсов, необходимых для осуществления производства, причинах, приводящих к увеличению затрат ресурсов. Изложены основы термодинамического анализа процессов химической технологии, показаны возможности его применения для снижения энергетических затрат на осуществление производства. Приведены примеры расчёта и оптимизации затрат материальных и энергетических ресурсов. Рассмотрены технические приёмы, позволяющие уменьшить потребление материальных и энергетических ресурсов. Даны лабораторные работы.

Предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения направлений 240802.65, 240801.65, 241000.62, 241000.68.

УДК 66.01(075.8) ББК 280.73я © Федеральное государственное бюджетное ISBN 978-5-8265-1152- образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «ТГТУ»),

ВВЕДЕНИЕ

Экономия материальных и топливно-энергетических ресурсов относится к важнейшим задачам современной техники. Развитие так называемой энергосберегающей технологии определяет одно из главных направлений научнотехнического прогресса и в химической технологии. В этой области техники расходуется около 15% всех энергоресурсов. Во многих химических производствах расход энергии составляет основную часть затрат. Кроме того, топливные ресурсы – нефть, каменный уголь, природный газ – являются одновременно сырьём для получения ряда продуктов химического синтеза.

Поэтому необходимо создавать технологии, обеспечивающие комплексное использование этого сырья для производства вещества и энергии.

В последние годы термин «химическая энерготехнология» получает всё большее распространение. Под ним следует понимать совокупность знаний о совместном производстве продуктов и энергии в химической технологии, а также об экономном расходовании энергетических ресурсов. Появление химической энерготехнологии является естественным следствием развития химической технологии, которое вызвано увеличением объёмов производства химических продуктов, ростом единичной мощности агрегатов, и соответственно, энергетических затрат, удорожанием природного энергетического сырья.

В пособии изложены теоретические основы методов экономии сырья и энергии в химической технологии. Научную основу для решения задачи экономии энергии даёт термодинамика (предметом которой является исследование превращения энергии) и, конкретно, термодинамический анализ. Суть его вытекает из двух законов термодинамики, а методы анализа подробно описаны в литературе по технической термодинамике. Обычно инженер-технолог использует термодинамику фазовых и химических равновесий с целью выбора режима, соответствующего максимальному выходу продукта или максимальной степени его извлечения, для расчёта технологического режима и технологической схемы и для расчёта энергетических затрат.

Термодинамический анализ, целью которого является снижение энергетических затрат, большинству химиков-технологов незнаком. Поэтому естественно, что его возможности не используются для поиска способов снижения энергозатрат. Действительно, ко многим идеям инженеры приходят интуитивно, либо благодаря большому практическому опыту. Однако неумение применять «термодинамический метод мышления» приводит к тому, что рядом с рациональными с точки зрения энергетики техническими процессами могут соседствовать нерациональные процессы.

В пособии показана плодотворность применения законов и методов термодинамики на любом этапе создания процесса, начиная от его проектирования и заканчивая усовершенствованием действующего промышленного оборудования.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

– коэффициент температуропроводности, м2с–1;

– теоретически необходимое количество воздуха для сжигания одного килограмма топлива;

– теплоёмкость, Дж(кг°С)–1;

dтр, dк – диаметр трубы, канала, м;

– энергия активации химической реакции, Джмоль–1;



– удельная эксергия, Джмоль–1;

– свободная энергия системы;

– удельная свободная энергия системы;

– поверхность теплопередачи, м2;

– изобарно-изотермический потенциал химической – удельный изобарно-изотермический потенциал химической Hp – тепловой эффект реакции, Джкг–1;

– удельная энтальпия, Джкг–1;

– коэффициент теплопередачи, Вт(м2°С)–1;

– константа скорости химической реакции, с–1;

– молекулярная масса вещества, кгмоль–1;

– давление общее в системе, Па;

– парциальное давление компонента в смеси, Па;

p – перепад давления, Па;

q(x ) – теплота растворения, Джкг–1;

– универсальная газовая постоянная, Джмоль–1°C–1;

– теплота парообразования, Джкг–1;

– символ побочных продуктов, Джмоль–1°C–1;

– энтропия, Джград–1;

– удельная энтропия, Джмоль–1°C–1;

– площадь поперечного сечения потока, м2;

T, t – температура, °C, °C;

t ср – разность температур, °C;

– скорость движения среды, мс–1;

– степень превращения вещества в химической реакции;

– массовая концентрация вещества в жидкой фазе;

– мольная доля вещества в жидкой фазе;

– мольная доля вещества в газовой фазе;

– коэффициент избытка воздуха при сжигании топлива;

коэффициент теплоотдачи, Вт(м2К)–1;

– толщина стенки, м;

– коэффициент полезного действия, коэффициент эффективности использования энергии;

п – коэффициент линейных потерь;

пл – удельная теплота плавления, Джкг–1;

– коэффициент теплопроводности среды, Вт(мК)–1;

µ – химический потенциал, Дж;

– кинематический коэффициент вязкости, м2с–1.

– коэффициент местного сопротивления;

– плотность вещества, кгм–3;

A – селективность химического процесса;

Ai – выход продукта в сложной химической реакции.

Подстрочные индексы вых – выход;

гр.п – греющий пар;

из – изоляция;

ВЭР – вторичный энергетический ресурс – низкотемпературный;

мтр – межтрубное пространство;

экс – эксергетический;

тр – трубное пространство;

Символы начала и конца Числа подобия

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Цель изучаемого курса состоит в изложении теоретических основ и методов экономии материальных ресурсов и энергии в химической технологии и в ознакомлении студентов с практическими результатами применения этих методов.

Целью преподавания дисциплины является изучение современных направлений энерго- и ресурсосбережения в химической технологии, использование для решения подобных задач эксергетического метода, применение информационно-термодинамического принципа, использование методов оптимизации при создании энерго- и ресурсосберегающих производств. Изучение методов математического моделирования и ЭВМ на стадии проектирования, методологии системного анализа при проектировании промышленных предприятий.

Задача курса заключается в подготовке специалиста, владеющего навыками грамотного проектирования и эксплуатации современного химического производства, представляющего собой совокупность технологических процессов и соответствующего технологического и теплоэнергетического оборудования.

Студент должен овладеть навыками изыскания наиболее эффективных методов уменьшения затрат материальных и топливно-энергетических ресурсов при одновременном повышении технологических показателей.

Студент обязан освоить методики термодинамического анализа химического производства для получения информации о происходящих в системе энергетических превращениях, определения КПД системы и отдельных её элементов, распределения и характера потерь в системе, определения относительного веса каждого элемента системы.

Студенту необходимо овладеть приёмами проведения оптимизации различных параметров элементов энерго- и химико-технологических систем с целью получения максимальной термодинамической и экономической эффективности.

Будущий специалист обязан освоить: основные методы расчёта ресурсов, необходимых для осуществления производства; методику установления причин возникновения потерь при осуществлении технологических процессов и факторы, влияющие на величину этих потерь. А также основные методы оценки энергетической эффективности производства;

методы расчёта основных видов эксергии и определения потерь эксергии при осуществлении различных технологических процессов; основные приёмы использования вторичных энергоресурсов.

Взаимосвязь учебных дисциплин. Качественное обучение студентов дисциплине «Теоретические основы энерго- и ресурсосбережения» обеспечивают следующие дисциплины учебного плана: «Математика», «Введение в инженерное дело», «Техническая термодинамика и теплотехника», «Теоретические основы технологических процессов», «Процессы и аппараты химической технологии», «Инженерная химия» и др.

Ряд положений и тем данной дисциплины используются при изучении следующих дисциплин: «Машины и аппараты химических производств», «Проектирование предприятий и производств», «Управление техническими системами», а также при курсовом и дипломном проектировании.

2. РАСЧЁТ РАСХОДА МАТЕРИАЛЬНЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

РЕСУРСОВ НА ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА

Производство любого продукта химической промышленности осуществляется по определённой технологии. Технология представляет совокупность технологических процессов, осуществляемых в определённой последовательности, оборудования для их проведения и средств управления процессами, позволяющими осуществить превращение исходных веществ в продукты. Технологический процесс – целенаправленное воздействие на перерабатываемые вещества, приводящее к изменению их качественных показателей. Химическое предприятие в качестве ресурсов потребляет различные виды сырья (рис. 1).



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |
 

Похожие работы:

«Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский государственный горный университет Р. А. Апакашев ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБЩЕЙ И ПРИКЛАДНОЙ ХИМИИ Утверждено Редакционно-издательским советом Уральского государственного горного университета в качестве учебного пособия Екатеринбург – 2013 Апакашев Р. А. 1Теоретические основы общей и прикладной химии: учебное пособие / Р. А. Апакашев; Урал. гос....»

«Н.Л. ГЛИНКА ОБЩАЯ ХИМИЯ УДК 54(075.8) ББК 24.1я73 Г54 Глинка Н.Л. Общая химия : учебное пособие / Н.Л. Глинка. — М. : Г54 КНОРУС, 2011. — 752 с. ISBN 978 5 406 01437 0 Учебное пособие предназначено для студентов нехимических специальностей высших учебных заведений. Оно может служить пособием для лиц, самостоятельно изучающих основы химии, для учащихся химических средних профессиональных образовательных учреждений и старших классов средних школ. УДК 54(075.8) ББК 24.1я73 Глинка Николай...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Бирская государственная социально – педагогическая академия Факультет биологии и химии Кафедра химии Онина С.А., Галиаскарова Ф.М. ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО КУРСУ: БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Учебно-методическое пособие для студентов-заочников 3 курса биолого-химического факультета БирГСПА Бирск 2008 УДК 577.1 (07) Печатается по решению ББК 28.072р30.02...»

«А.Г. Муравьев, Н.А. Пугал, В.Н. Лаврова Экологический практикум Учебное пособие с комплектом карт-инструкций Допущено Министерством образования Российской Федерации Экологический практикум Крисмас+ Санкт-Петербург 2003 1 ББК 74.264.4+74.264.5+74.265.7 М91 Рецензенты: Л.А. Коробейникова, доктор педагогических наук, заведующая лабораторией педагогических исследований, профессор Вологодского ГПУ; В.М. Константинов, доктор биологических наук, профессор МПГУ; Р.Г. Иванова, кандидат химических наук,...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ Проректор-директор ИПР А.К. Мазуров 2010 г. А.В. Волостнов, А.В. Таловская МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу Методы исследования вещественного состава природных объектов для студентов, обучающихся по...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ Проректор-директор ИПР А.К. Мазуров 2010 г. А.В. Таловская, Е.Г. Язиков Вещественный состав почвы Методические указания к выполнению лабораторной работы № 2 по курсу Минералогия техногенных образований для студентов, обучающихся по специальности 020804 Геоэкология Издательство Томского...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Издательский центр Е.С. Апостолова, А.И. Михайлюк, В.Г. Цирельсон КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ РЕАКЦИЙ Учебно-методическое пособие Москва 1999 3 Содержание Введение 4 Химические реакции в газовой фазе 5 Элементарный акт химической реакции 9 Теория переходного состояния химической реакции 13 Расчет поверхности потенциальной энергии химической реакции 15 Расчет особых точек ППЭ 19 Путь химической реакции Полуколичественная оценка геометрии переходного...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОЕ АГЕНТСТВО ИНСТИТУТ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОГО МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО АГЕНТСТВА АНТИГИПОКСАНТЫ В КЛИНИКЕ ВНУТРЕННИХ БОЛЕЗНЕЙ НОВЫЙ СТАНДАРТ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ. (Методическое пособие для врачей) Москва, 2007 2 ББК 54.1 А 72 АНТИГИПОКСАНТЫ В КЛИНИКЕ ВНУТРЕННИХ БОЛЕЗНЕЙ - НОВЫЙ СТАНДАРТ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ (методическое пособие для врачей) – М., 2007. - 15 с. Методическое пособие предназначено для терапевтов, кардиологов, врачей общей практики,...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановская государственная текстильная академия Кафедра химии ХИМИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ПОДГОТОВКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Методические указания для студентов технологических специальностей Иваново 2003 Методические указания разработаны для изучения дисциплины Химическая технология текстильных материалов студентам технологических специальностей. В них рассмотрены основные...»

«ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ А.А Каверина, М.Г. Снастина МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО НЕКОТОРЫМ АСПЕКТАМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРЕПОДАВАНИЯ ХИМИИ (на основе анализа типичных затруднений выпускников при выполнении заданий ЕГЭ) Москва, 2013 1 Единый государственный экзамен по химии начиная с 2009 г. проходит в штатном режиме как экзамен по выбору выпускников. По его итогам выявляется уровень освоения каждым экзаменуемым образовательных программ по химии, соответствующих Федеральному...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.