Классификация технологических процессов
Классификация основных процессов промышленного производства может быть произведена на основе различных признаков, таких как: вид воздействия на сырье и характер качественных изменений; способ организации; кратность обработки сырья и другие. Целью такой классификации является выявление характерных черт, общих закономерностей, основных достоинств и недостатков, а также путей совершенствования межотраслевых процессов, группируемых по организационным, сырьевым и технологическим признакам.
По способу организациитехнологические процессы (ТП) делятся на
1. Периодические (дискретные);
2. Непрерывные;
3. Комбинированные (полунепрерывные).
Периодические процессыпроводятся на оборудовании, которое
загружается исходными материалами через определенные промежутки
времени, после их обработки полученный продукт выгружается. Такие
технологические процессы чаще всего распространены в
машиностроении, строительстве, добывающих отраслях промышленности. Примерами таких процессов могут служить литье в форму, выплавка стали и др. Основным недостатком этих процессов является то, что во время загрузки сырья и выгрузки готовой продукции оборудование не работает (простаивает) или работает не в полную мощность. Это приводит к потерям рабочего времени и большим затратам труда (например, в обработке металлов резанием доля основного (технологического) времени в штучном времени составляет менее 50%).
Кроме того, непостоянство технологического режима в начале и конце процесса усложняет обслуживание, приводит к удлинению продолжительности производственного цикла, затрудняет автоматизацию.
В настоящее время периодические процессы сохраняют свое значение, главным образом, в производствах относительно небольшого масштаба (в том числе и опытных производствах) с разнообразным ассортиментом продукции. Там использование периодических процессов позволяет достичь большей гибкости в использовании оборудования при меньших затратах.
Непрерывные процессыосуществляются в аппаратах, где поступление сырья и выгрузка конечных продуктов производятся непрерывно. Однако все стадии процесса могут протекать одновременно как в различных частях одного аппарата (пример, перегонка нефти), так и в различных аппаратах, составляющих данную установку (пример, производство цемента).
Непрерывные процессы характерны для химической промышленности.
Эти процессы отличаются отсутствием простоев оборудования, перерывов в выпуске конечных продуктов, возможностью полной автоматизации, устойчивостью технологического режима и, как Следствие, большей стабильностью качества готовой продукции. Большая компактность оборудования обеспечивает меньшие капитальные затраты и эксплуатационные расходы на ремонт и обслуживание, уменьшает потребность в рабочей силе, увеличивает производительность труда. По этим причинам основной тенденцией промышленного производства является замена периодических процессов непрерывными.
В металлургии, энергетике и др. имеют место так называемые комбинированные процессы.
Комбинированные процессыявляются сочетанием стадий периодических и непрерывных процессов (например, поточные линии механической обработки деталей, доменный процесс производства чугуна).
По кратности обработки сырья технологические процессы подразделяются на
1. Процессы с разомкнутой (открытой) схемой;
2. Процессы с замкнутой (круговой, циркуляционной или циклической) схемой;
3. Комбинированные процессы со смешанной схемой.
Процессы с разомкнутой (открытой) схемой— это процессы, в которых сырье или исходный материал подвергается однократной обработке. Примером процесса с открытой схемой может служить конверторный способ выплавки стали, а также процессы пищевой, швейной отрасли и др. (рис. 4).
Сырье
Обработка по технологическому процессу
 |
Готовая продукция Отходы
Рис. 4. Пример разомкнутой схемы технологического процесса
В процессах с замкнутой схемойсырье или вспомогательный материал неоднократно возвращается в начальную стадию процесса для повторной обработки или регенерации. Пример процесса с замкнутой схемой - оборотное водоснабжение, где обеспечивается циркуляция воды в технологическом процессе после ее очистки. Другой пример - химическая переработка нефтяных фракций, где для непрерывного восстановления активности катализатора последний постоянно циркулирует между реакционной зоной крекинга и прокаленной печью для выжигания углерода с его поверхности.
Процессы с замкнутой схемой являются более совершенными, экологически безвредными, хотя они и отличаются большей сложностью. Эти процессы также более компактны, чем процессы с открытой схемой, требуют по сравнению с ними меньшего расхода сырья, вспомогательных материалов и энергии. Циклические процессы широко используются во многих производствах для многократного полного или частичного возвращения тепловых и материальных потоков в начальную стадию процесса. Это позволяет рационально и экономно расходовать энергию, сырье, материалы и водные ресурсы, получать продукцию высокого качества. Наиболее совершенные технологические процессы (замкнутые) являются основой создания безотходных, энергосберегающих производств.
В промышленности часто применяют (со смешанной схемой), сочетающие элементы комбинированные процессы открытой и закрытой схем. Примером такого процесса может служить технологический процесс производства азотной кислоты, в котором одни промежуточные продукты обрабатываются по открытой схеме, проходя последовательно ряд аппаратов, а другие циркулируют по замкнутой схеме.
По характеру качественных измененийсырьятехнологические процессы подразделяются на
1. Физические;
2. Химические;
3. Механические.
При физических и механическихпроцессах переработки сырья происходит изменение размеров, формы и физических свойств сырья. При этом внутреннее строение и состав вещества, как правило, не меняется. Например, изготовление металлических деталей методом обработки резанием; изготовление моделей для отливок из дерева; дробление, измельчение вещества; приготовление растворов и т.п.
Химические процессыхарактеризуются изменением не только физических свойств, но и химического состава, и внутреннего строения вещества. Например, химической переработкой топлива (метод коксования углей) получают бензол, нафталин, водород, метан, этилен и
другие продукты.
Однако деление процессов на физические, механические и химические является условным, так как трудно провести четкую границу между ними, поскольку механические процессы часто сопровождаются изменением и физических, и химических свойств. Химические процессы, как правило, сопровождаются механическими и физическими процессами и, наоборот.
Дата добавления: 2016-05-11; просмотров: 1262;