Промышленности

Тема 5. Топливо и энергия в химической

Примеры тестовых заданий по теме 4

Контрольные вопросы к теме 4

1. Дайте определение понятиям: сырье, полупродукт, побочный про­дукт. Приведите примеры из известных производств.

2. Почему рациональное использование сырья имеет осо6ое значение для химической промышленности? Подтвердите это примерами.

3. Приведите классификацию ресурсов химического сырья.

4. Чем измеряется скорость исчерпания запасов сырья?

5. Перечислите основные направления рационального использова­ния сырья.

6. Что такое рециркуляция сырья и как она влияет на время исчерпания его ресурсов?

7. Из каких основных операций состоит подготовка химического сырья к переработке?

8. Что является целью обогащения сырья и от чего зависит выбор метода обогащения?

9. Перечислите количественные показатели - процесса обогащения и дайте им определение.

№1

Сырьевая база промышленного производства синтетического аммиака:

- воздух;

- озон;

- карбид кальция;

- природный газ;

- натриевая селитра.

№2

Сырье для производства аммиачной селитры (NH₄NO₃):

- NaNO₃;

- HNO₃;

- NH₃;

- (NH₄)₂SO₄;

- (NH₂)₂CO.

Топливо как основной источник энергии химических предприятий. Энергетика химических производств. Горючие ископаемые как важнейшее химическое сырье органической и неорганической технологии. Классификация топлив. Твердое, жидкое и газообразное топливо. Условия применения. Характеристика основных видов топлива – уголь, торф, сланцы, нефть, природный газ. Масштабы добычи и потребления топлива. Вопросы структуры добычи и потребления топлива. Решающая роль нефти и газа в темпах развития промышленности и транспорта. Роль горючих ископаемых в производстве энергии и обеспечении сырьевой базы химических производств. Современная оценка ресурсов и потребления различных видов горючих ископаемых. Состояние и перспективы добычи угля, нефти и газа.

Современная химическая промышленность является одним из крупнейших потребителей топлива и электроэнергии; она широко использует тепловую, электрическую и механическую энергию. Структура потребления энергии характеризуется следующими данными (в %): электрическая – 40; тепловая (пар и горячая вода) – 50; топливо прямого использования – 10.

Тепловая энергия высокого потенциала (> 623 К) используется главным образом для изменения физико-химических свойств сырья или полуфабрикатов посредством их обжига, а также для интенсификации химических реакций. Эту энергию получают за счет сжигания различных видов топлива (угля и продуктов его переработки – кокса, доменного и коксового газа, жидкого топлива и природного газа), непосредственно в технологических устройствах.

Тепловая энергия среднего (373-623 К) и низкого (323-423 К) потенциала используется для удовлетворения технологических нужд в таких производственных процессах, которые связаны с физико-химическими изменениями свойств обрабатываемых материалов и требуют для своего осуществления повышенных температур и давления. Это термический пиролиз и крекинг, выпарка, дистилляция, конверсия, сушка и обогрев в химической, нефтеперерабатывающей, лесоперерабатывающей промышленности и ряде других отраслей: очистка и сортировка обрабатываемых материалов (мокрое обогащение железных руд, промывка материалов в химической, целлюлозно-бумажной, легкой промышленности и т.п.). Низкопотенциальную энергию используют также для создания комфортных условий труда и быта в помещениях производственного и непроизводственного назначения: бытового и коммунального горячего водоснабжения, отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха.

Основными энергоносителями, обеспечивающими тепловой энергией средне- и низкотемпературные процессы, являются пар и горячая вода. В перспективе их доля в составе энергоносителей достигнет 80-85 % потребления тепловой энергии среднего и низкого потенциала. Более 80 % от потребляемой химической промышленностью тепловой энергии расходуется на технологические нужды.

Электрическая энергия применяется для проведения электрохимических (электролиз растворов и расплавов) и электротермических (нагревание, плавление, возгонка, синтезы при высоких температурах и др.) процессов. В химической промышленности применяются также процессы, связанные с электромагнитными (в дуговых и индукционных печах, отделение магнитопроницаемых веществ от непроницаемых и т.п.) и электростатическими явлениями (электроосаждение пылей и туманов, электрокрекинг и др.).

Механическая энергия необходима главным образом для физических операций: дробления, измельчения, смешения, центрифугирования, работы насосов, компрессоров и вентиляторов, а также для различных вспомогательных операций (транспортировка грузов и т.п.).

Характеристика топливно-энергетических

ресурсов

Все источники энергии условно подразделяют на первичные и вторичные (см. рис. 4.1). Первичными источниками энергии называют вещества, энергетический потенциал которых основан на действии природных явлений и процессов и не зависит от деятельности человека. К первичным источникам энергии относятся: ископаемые горючие и расщепляющиеся вещества, нагретые до высокой температуры воды недр Земли (термальные воды), солнце, ветер, энергия воды рек, морей, океанов и др. Вторичными источниками энергии называют вещества, обладающие определенным энергетическим потенциалом. Например, отработавшие горючие органические вещества, горючие отработанные теплоносители промышленных производств (газ, вода, пар), нагретые вентиляционные выбросы. Как правило, это побочные продукты деятельности человека.

Рис. 2 Классификация энергетических ресурсов

Первичные источники энергии условно разделяют на невозобновляющиеся и возобновляющиеся. К невозобновляющимся первичным исследованиям источникам энергии относят ископаемые горючие вещества (уголь, нефть, газ, сланец). К возобновляемым первичным источникам энергии относят все возможные источники энергии – продукты деятельности Солнца и природных процессов на поверхности Земли: ветер, водные ресурсы рек, океан, растительные продукты биологической деятельности (древесина и другие растительные вещества), а также энергия Солнца.