Анализ химико-технологической системы.

Анализ ХТС включает в себя совокупность методов и средств изучения сложных ХТС и представляет собой карту (таблицу) потоков. Последовательность этапов анализа ХТС:

1. выделение элементов, определяющих свойства ХТС, которые изучаются на проводимом этапе исследования и разработки технологического процесса;

2. установление зависимости выходных потоков от входных для каждого элемента;

3. выделение связей между элементами, которые ответственны за проявление необходимых свойств химико-технологической системы;

4. исследование ХТС, то есть расчет показателей, определение свойств, изучение развития, изменения ХТС для улучшения её показателей и свойств.

Состав и структура химико-технологической системы.

Подсистема ХТС. При изучении подсистемы необходимо провести систематизацию частей производства, которые представлены в структуре ХТС. Цель систематизации – выделить подсистемы ХТС.

1. функциональные подсистемы обеспечивают выполнение функций производства и его функционирование в целом.

2. технологическая подсистема – часть производства, где осуществляется собственно процесс переработки сырья в продукты, то есть технологический процесс.

3. энергетическая подсистема – часть производства, служащая для обеспечения энергией технологического процесса. В зависимости от вида энергии может быть представлена соответствующая подсистема.

4. подсистема управления – это часть производства, с помощью которой осуществляется получение информации о его функционировании и управлении. Обычно это автоматизированная система управления технологическим процессом. Примерно также функциональные подсистемы представлены в технической документации по производству. Каждая подсистема в зависимости от целей исследования может быть представлена несколькими видами.

5. масштабные подсистемы – выполняют определенные функции в последовательности процессов переработки сырья в продукты как отдельные части ХТС. Масштабные подсистемы ХТС можно систематизировать в виде иерархической последовательности. Данная иерархическая система позволяет на каждом этапе сократить размерность исследуемой задачи, то есть уменьшить число одновременно учитивыемых элементов и процессов.

Элементом минимального масштаба является отдельный аппарат, такой как насос, адсорбер и т.д. Объединение нескольких аппаратов, выполняющих вместе какое-то преобразование потока, образует элемент второго масштабного уровня (узлы разделения и т.д.). Совокупность подсистем второго уровня в виде элементов, подобных участкам производства, образует подсистему третьего уровня. Совокупность отделений и участков производства образует ХТС в целом.

Элементы и связи химико-технологической системы.

В данной структуре мы рассмотрим элементы, находящиеся на нижней ступени иерархической структуры и предназначенные для определенного изменения состояния потока. Классификация элементов ХТС проводится по их назначению:

1. механические и гидромеханические элементы. Они предназначены для перемещения и изменения формы и размеров материала, а также объединяют и разъединяют потоки (дробилки, смесители, сепараторы, насосы, компрессоры и т.д.).

2. теплообменные элементы изменяют температуру и теплосодержание потока, а также переводят вещества в другое фазовое состояние. Для этих целей служат теплообменники, испарители и т.д.

3. массообменные элементы осуществляют межфазный перенос компонентов, изменение компонентного состава потоков без появления новых веществ (сушилки, экстракторы и т.д.).

4. реакционные элементы реализуют химические превращения, кардинально изменяя компонентный состав потоков и материала. Эти процессы происходят в химических реакторах.

5. энергетические элементы осуществляют преобразование энергии и получение энергоносителей. К ним относятся турбины, генераторы, приводы, котлы-утилизаторы.

6. элементы контроля и управления позволяют измерять состояние аппаратов и машин, а также управлять процессами, меняя условия их протекания.

Следует отметить, что в элементах ХТС могут протекать разнообразные процессы и входить устройства, различные по назначению. В этом случае классифицировать такой агрегат следует по его основному назначению или исходя из назначения рассматриваемой функциональной подсистемы.

Таким образом, в зависимости от изучаемой подсистемы один и тот же элемент может иметь разные назначения и относиться к разным подсистемам.