Структура производства

Промышленные производства составляют основу экономического благополучия страны и вместе с сырьевыми ресурсами вносят основной вклад в ВВП.

Быстрое развитие и внедрение новых технологий, образование крупномасштабных промышленных комплексов приводит к необходимости постоянного совершенствования и умения разрабатывать и организовывать оптимальный режим ведения технологического процесса.

Одновременно с укрупнением производства возрастает антропогенная нагрузка на промышленный регион. Это обстоятельство требует анализа техногенных процессов и организации такого производства, в котором сочетаются приемы оптимального ведения процесса с рациональными экологическими решениями. Для выполнения этой задачи необходимо знание законов построения и функционирования промышленных производств.

Задачей инженера-эколога является разработка современной технологии и технологических систем, обеспечивающих высокие производственные и экологические показатели.

Производство должно быть организовано таким образом, чтобы оно обеспечивало: получение целевого продукта с максимально высоким выходом; экологическую безопасность производства; рациональное использование сырья и энергии; максимальную производительность труда. Современные промышленные предприятия представляют собой крупные производственные (инженерные) объединения (ПО), включающие в себя различные цеха, процессы и технологии.

Под промышленным производством понимают совокупность процессов добычи или переработки сырья в целевые продукты.

Различают основное и вспомогательное производство. К основным производствам относят цеха, в которых выпускают продукцию, имеющую народнохозяйственное назначение.

Вспомогательное производство включает цеха, обеспечивающие бесперебойный режим работы основного производства.

Крупные промышленные объединения могут иметь несколько основных цехов или подразделений по производству различных видов продукции.

Пример. Воскресенский химический комбинат является крупнейшим производственным объединением Подмосковья. Это предприятие выпускает широкий ассортимент химической продукции — серную кислоту, фосфорную кислоту, аммиак, удобрения, фтористые соли, товары бытовой химии и т.д.

Производство каждого из этих продуктов осуществляется по своей технологии и в отдельных цехах.

Промышленное производство работает по определенной технологии и использует различные способы переработки сырья.

Технологией называют науку, которая изучает и разрабатывает способы и процессы крупномасштабной переработки сырья в продукцию народно-хозяйственного назначения.

Химическая технология изучает процессы, в которых происходит изменение состава, свойств или внутреннего строения вещества.

Способ производства — это совокупность всех технологических и механических операций, через которые проходит сырье в процессе переработки. Способы производства при получении одного и того же вида продукции могут видоизменяться в зависимости от состава используемого сырья.

Пример. Электростанции представляют собой крупные промышленные объединения по выработке электроэнергии.

Однако способ производства электроэнергии и конструкции основных аппаратов меняются в зависимости от вида используемого топлива. Тепловые электростанции (ТЭС) работают с применением органического топлива. На атомных электростанциях (АЭС) используют энергию химических превращений радиоактивных элементов.

Один и тот же потребительский продукт может быть получен различными способами.

Пример. Минеральные сульфидные руды могут перерабатываться пирометаллургическим или гидрометаллургическим методами.

Калийные удобрения из природного сырья — сильвинита — в промышленности производят двумя методами — галлургическим и флотационным.

В ряде случаев промышленные производства объединяют отдельные стадии механической и химической технологий.

Пример. Промышленное производство аммиака.

N2 + ЗН2 = 2NH3 + Q,              (3.1)

протекающая при высоком давлении 0,35 — 0,40 МПа и температуре 380 — 420 °С в реакторах с катализатором (химический процесс). Первоначально исходную газовую смесь сжимают в компрессорах (механический процесс).

Реакция протекает не полностью. Образовавшуюся смесь охлаждают для конденсации аммиака (физико-химический процесс) и отделяют аммиак в сепараторе (механический процесс). Кроме того, проводят цикл химических, физико-химических и механических операций но очистке азото-водородной смеси от примесей. Совокупность всех этих процессов и составляет производство аммиака.

Современное промышленное производство представляет собой совокупность взаимосвязанных материальными и энергетическими потоками систем и подсистем с протекающими в них процессами.

В основе функционирования промышленных производств лежат технологические процессы.

Технологический процесс — это последовательность механических, химических и физико-химических процессов и операций целенаправленной переработки исходных веществ в целевой продукт.

Пример. Обработка металла резанием, гравитационное обогащение минерального сырья, получение удобрений — технологические процессы.

В результате механических процессов изменяется форма, внешний вид или физические свойства материала, но неизменным остается химический и фазовый состав обрабатываемого материала. Для осуществления этих процессов предназначены транспортеры, грохота, фильтры и т.д.

Физико-химическая технология представлена массообменными (растворение, сушка, возгонка, дистилляция и т.д.) и теплообменными (нагрев, охлаждение, изменение фазового состава) процессами. Химический состав веществ при этом не меняется. Массообменные процессы представляют собой перенос вещества внутри фазы или между фазами, обусловленный градиентом концентраций.

При химико-технологическом процессе (ХТП) происходят химические превращения вещества, в ходе которых при использовании различных видов сырья получают разнообразные целевые и побочные продукты. Вещества, участвующие в ХТП, называют технологическими компонентами.

К основным технологическим компонентам относят: сырье; целевые, побочные продукты и полупродукты; энергетические ресурсы; отходы производства.