14. Классификация технологических процессов по способу

организации и по кратности обработки сырья

Классификация основных процессов промышленного производства может быть произведена на основе различных признаков: способа организации технологических процессов, вида используемого сырья, способов и кратности его обработки и т. д.

Целью такой классификации является выявление характерных черт, общих закономерностей, основных достоинств, недостатков и путей совершенствования межотраслевых процессов, группируемых по организационным, сырьевым и технологическим признакам.

По способу организации технологические процессы делятся на периодические, непрерывные и комбинированные (полунепрерывные). Периодические процессы (например, выплавка стали, литье в форму и др.) проводятся на оборудовании, которое загружается исходными материалами через определенные промежутки времени; после их обработки полученный продукт выгружается. Основным недостатком таких процессов является то, что во время загрузки сырья и выгрузки продукта оборудование не работает (простаивает) или работает не в полную мощность. Это приводит к потерям рабочего времени и большим затратам труда. Кроме того, непостоянство технологического режима в начале и конце процесса усложняет обслуживание, затрудняет автоматизацию и приводит к удлинению продолжительности производительного цикла. Все эти причины и побуждают заменять периодические процессы непрерывными.

Непрерывные процессы (например, разливка стали, переработка нефти, производство цемента) осуществляются в аппаратах, где поступление сырья и выгрузка конечных продуктов производятся непрерывно. Однако все стадии процесса могут протекать одновременно как в различных частях аппарата (например, перегонка нефти в ректификационной колонне), так и в различных аппаратах, составляющих данную установку (например, производство цемента).

Комбинированные процессы являются сочетанием стадий периодических и непрерывных процессов (например, поточные линии механической обработки деталей, коксование углей, работа доменной печи).

По сравнению с комбинированными и периодическими процессами непрерывные отличаются отсутствием простоев оборудования, перерывов в выпуске конечных продуктов, возможностью полной автоматизации и механизации, устойчивостью технологического режима и соответственно 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, позволяет полнее использовать отходящую теплоту. По этим причинам основной тенденцией промышленного производства является замена периодических процессов непрерывными.

По кратности обработки сырья различают: процессы с разомкнутой (открытой) схемой, в которой сырье или материал подвергается однократной обработке; процессы с замкнутой (круговой, циркуляционной или циклической) схемой, в которой сырье или вспомогательные материалы неоднократно возвращаются в начальную стадию процесса для повторной обработки, а иногда и регенерации (восстановление потерянных свойств); комбинированные (со смешанной схемой).

Примером процесса с разомкнутой (открытой) схемой является конвертерный способ получения стали. Примером процесса с замкнутым циклом может быть химическая переработка нефтяных фракций, где для непрерывного восстановления активности катализатора последний постоянно циркулирует между реакционной зоной крекинга и прокалочной печью для выжигания углерода с его поверхности.

Процессы с замкнутой схемой более компактны, чем процессы с разомкнутой схемой, требуют по сравнению с ними меньшего расхода сырья, вспомогательных материалов и энергии на транспортировку реагентов.

Циклические (с замкнутой схемой) процессы широко используются во многих производствах для полного многократного или частичного возвращения тепловых или материальных потоков в начальную стадию процесса. Это позволяет рационально и экономно расходовать энергию, сырье, материалы и водные ресурсы, получать продукцию высокого качества.

В промышленности часто применяют комбинированные процессы (со смешанной схемой), являющиеся сочетанием процессов с открытой и закрытой схемой (например, производство серной кислоты нитрозным способом). В таких процессах одни промежуточные продукты (оксиды серы) обрабатываются по открытой схеме, проходя последовательно ряд аппаратов, а другие (оксиды азота) – циркулируют по замкнутой схеме.