Технологические параметры и критерии эффективности процесса

Одной из основных задач инженеров-технологов при органи­зации промышленного процесса является выбор оптимального технологического режима.

Технологический режим — совокупность технологических пара­метров, определяющих условия протекания процесса, эффектив­ность которого оценивают технологическими, экономическими и экологическими показателями.

Технологические параметры процесса

Технологические параметры (ТП) — измеряемые величины, оп­ределяющие состояние исходных веществ и условия проведения процесса. Их выбирают в зависимости от временной характерис­тики процесса.

Производственные процессы подразделяют на периодические и непрерывные.

При проведении периодического процесса определенную пор­цию сырья загружают в реакционный аппарат, в котором сырье проходит ряд стадий обработки, а затем выгружают все образо­вавшиеся продукты. Во время загрузки и выгрузки аппарат про­стаивает. Такой режим работы невыгоден, поскольку по сравне­нию с непрерывными процессами он связан с большими трудо­выми и энергетическими затратами. Известные трудности вызы­вает и автоматизация производства.

Имеется ряд процессов, технология которых может быть осу­ществлена только при периодическом режиме (например, коксо­вание каменных углей, работа ионообменных фильтров и т.д.).

При непрерывном процессе поступление сырья в реакционный аппарат и выпуск из него готового продукта происходят непре­рывно в течение длительного времени.

Параллельно с основным процессом протекают вспомогатель­ные механические и транспортные операции. Обязательным усло­вием такого режима является согласованность во времени работы всего оборудования.

Если простои отсутствуют, то производительность труда уве­личивается, интенсивность работы аппаратов повышается, а ка­чество продукта улучшается.

Существуют ТП, которые применяют для разработки техно­логического режима независимо от временной характеристики процесса: температура, давление, концентрации реагирующих веществ, дисперсность и состав твердых материалов, состав катализатора, интенсивность перемешивания.

Дополнительными параметрами, которые используют при ра­боте в непрерывном режиме, являются расход сырья или реакцион­ной смеси, пропускная способность оборудования, линейная скорость подачи сырья.

Расход реакционной смеси (V^*_рас) — это величина суммарного технологического потока, проходящего через аппарат в единицу времени.

Различают расходы объемный, м³/ч:

V^*_рас =V/τ (3.2)

и массовый, г/ч:

V^*_рас =G/τ, (3.3)

где V^*_рас — расход реакционной смеси (м³ или кг) в единицу вре­мени; V и g — объем и масса потока (м³ и кг) соответственно; τ — время.

Пропускная способность оборудования — максимальный расход реакционной смеси.

Линейная скорость [м³/(с*м²)] — расход газа или жидкости при заданных условиях, отнесенный к единице площади поперечного сечения аппарата.

Объемная скорость [м³/(с*м³)] — расход газа или жидкости, отнесенный к единице объема аппарата.

Выбор технологических параметров является одной из основ­ных задач, решаемых при анализе схемы производства. С их помо­щью определяют оптимальный режим производств, обеспечива­ющий получение максимально высоких критериев эффективно­сти процесса и экологических показателей.