Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Szervetlen technológiai alapismeretek. techno: mesterség, szakma logosz: ismeret, tudás, tudomány Technológia: -Tudatosság -Újérték teremtés (pozitív.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Szervetlen technológiai alapismeretek. techno: mesterség, szakma logosz: ismeret, tudás, tudomány Technológia: -Tudatosság -Újérték teremtés (pozitív."— Előadás másolata:

1 Szervetlen technológiai alapismeretek

2 techno: mesterség, szakma logosz: ismeret, tudás, tudomány Technológia: -Tudatosság -Újérték teremtés (pozitív gazdasági mérleg)

3 Kémiai technológiák definíciója §A kémiai technológia mindazon tudásanyag, ami a kémiai reakciók ipari hasznosítását lehetővé teszi. §A kémiai technológiák működnek a vegyiparban és azon kívül is: energiatermelés, kohászat, építőanyagipar, élelmiszeripar, közlekedés, víztisztítás, korrózióvédelem.

4 Kémiai technológiák jellemzői §Nagy számú változóval dolgoznak §Alap változó paraméter a költség §Nagyméretű berendezések §Szervezés döntő szerepet játszik

5 Az ipar fontosabb alágazatai, ahol kémiai technológiák működnek  Pap í r é s csomagol ó anyag §Vegyi anyagok  Sz é nhidrog é n é s sz é nfeldolgoz á s  Műanyag é s gumi  Szilik á tok, é p í tőanyag

6 Vegyipar általános adatai §A teljes ipari termelés kb 10%-a (fejlett országokban) §A fejlődése az ipar átlagánál nagyobb (US 5%) §Kinek adják el a termékeiket? 52% iparágon belül, ipar más ágai 32%, kormány és a fogyasztók 16% (ezen belül 3,3% védelem) (US adatok) §Fizetések

7 Vegyipar jellemzői §Gyors növekedés §Vegyianyagok nemzetközi kereskedelme §Nagy K+F ráfordítás (termelési érték 4-5%-a) §Erős verseny §Nélkülözhetetlen, mindenre kiterjedő §Tőkeigényes §Legkisebb, gazdaságos termelési volumen §Gyors amortizáció §Ciklikus árváltozások

8 A gyártás “eredményessége” 1. Anyag és energiamérleg 2. Gazdasági mérleg 3. Környezeti hatások Anyagmérleg (sztöchiometria) A  B- - -  konszekutív (soros)  parallel Konverzió: - összes, - hasznos

9 Kitermelés – növelés lehetőségei: recirkuláció:- műveletek (kristályosítás, desztilláció, aprítás) egyensúlyi reakcióban - el nem reagált kiindulási ag. - melléktermék recirk. szelektivítás:- katalizátor (aktivitás, szelektivitás) -konszekutív reakció: konverzió csökkentése Energiamérleg exoterm endotermeljárások autoterm

10 Gazdasági mérleg Gyártó kapacitás fogalma, növelésének lehetőségei – bruttó gyártókapacitás: méretnövelés üzemmód (szakaszos, folyamatos) összefüggése a fajlagos költséggel - fajlagos gyártókapacitás: intenzifikálás (T, felület, katal.) koncentráció növelése konverzió növelése szelektivítás

11 Termelékenység (produktivítás) fogalma Összefüggése -műszaki szinvonallal -szervezéssel (rendszer-, munka-) -gyártókapacitással -a fajlagos kapacitással -szellemi ráfordítással -a “feldolgozottság” fokával

12 A kémiai technológia alaptörvényei §Léptékhatás törvény §A paraméterek nagy számának törvénye §Az automatizáció törvénye §Költségparaméter törvénye Tiszta technológia fogalma

13 A kémiai technológiák legkisebb egysége: -a műveleti egység I O T Z

14 A műveleti egységek kapcsolási lehetőségei: I O Soros

15 Soros megkerülő bypass I O

16 Párhuzamos „és ill. is” „vagy” I O

17 I O Keresztirányú Az anyagáramok nem keverednek!!!

18 I O Visszavezetéses: Az anyag és energiaáram is keveredik

19 IO Nyitott

20 IO Zárt

21 A kémiai technológia jelrendszere -Gráf -Elvi folyamatábra -Gyártástechnológiai leirat

22 Gráf Reaktor Allaktor Tároló Gáz Folyadék Szilárd

23 IO Zárt Elvi folyamatábra 50 bar 313 K kg/h

24 Energiatermelés kémiai technológiái §Kémiai energia * §Hőenergia §Mechanikai energia §Villamos energia §Mechanikai energia §(közlekedés) Atomenergia Hőenergia Mechanikai energia Villamos energia * kémiai folyamat

25 Energiatermelés kémiai technológiái Kémiai energia Hőenergia CH O 2 = CO H 2 O Égéshő: 5,55*104 kJ/kg Fűtőérték: 4,99*104 kJ/kg Atomenergia Hőenergia U + n  92U*  36 Kr* + 56Ba* + 3 n Atommag hasadással termelődő energia 8,21*10 10 kJ / kg 235U

26 A nukleáris energia nyerés alapjai

27 Tüzeléstechnika  É g é shő kJ/kg ( É ) 33808*C% *(H% - 1/8 O%) *S% 100  Fűtő é rt é k kJ/kg F= É – R R = 2510 (9*H% + nedv.%) 100 ahol R a füstgázzal távozó vízgőz párolgáshője  É g é si hőm é rs é klet az a maxim á lis hőm é rs é klet, amely a t ü zelőanyag elm é leti levegősz ü ks é glettel val ó el é get é se sor á n keletkezik, ha nincs hőcsere é s vesztes é g.  L é gfelesleg t é nyező a t é nylegesen haszn á lt é s az elm é letileg sz ü ks é ges levegő h á nyada.  Gyullad á si hőm é rs é klet az a legkisebb hőm é rs é klet, amire ha az é ghető anyagot felmeleg í tik levegőn, akkor mag á t ó l meggyullad.  T ú l gyors é g é s: robban á s, robban ó elegy jellemzői az als ó é s felső robban á si hat á r.

28 Az égetés hatásfokát befolyásoló tényezők §A levegőt az égés sebességének megfelelő ütemben kell odavezetni, az égéstermékeket kellő gyorsasággal kell eltávolítani. §Hőveszteségek: a füstgáz hőtartalma, sugárzási és vezetési hőveszteség, tökéletlen égés miatti veszteség. §Alsó és felső robbanási határ, a már és a még robbanó tüzelőanyag-levegő elegy koncentrációja.

29 Tüzelőszerkezetek §A tüzelőanyagok elégetésére és a keletkező hő hasznosítására szolgálnak. §Felépítésük a tüzelőanyag halmazállapotától függ. §Működés kívánalmai: jó tüzelési hatásfok, sokféle tüzelőanyag elégetésére legyen alkalmas, jól szabályozható és gazdaságos legyen. §Gáz, porlasztott olaj és szénpor tüzelés. §Egyéb éghető anyagok

30 Tüzelő berendezések típusai

31 2. A/ lépcsős vándorrostély B/ visszatoló rostély; C/ lépcsős előtoló rostély A/ hengerrostély; B/ lengőrostély;

32 Veszélyes hulladék Folyékony hulladék Forgókemence Olvadt salak hamu Kilépő gáz gáztisztítóba 900 °C 1200 °C kazánrendszer Forgókemence

33

34

35 1 füstgáz; 2. tüzelőanyag; 3. gőz/víz; 4. víz; 5. levegő; 6. homok; 7. durva idegen anyag; 8. rosta; 9. homok-visszavezetés

36 Olajégő típusok

37

38 Az aprítás eszközei Pofástörő Hengeres törő Golyós v. rudas malom

39 Fázis elegyítés berendezései KeverőkKoller járatRasching gyűrű

40 Az elválasztás, dúsítás berendezései Mágneses szeparátorSzérasztalNehézszuszpenziós dúsító Flotálás

41 Az elválasztás, dúsítás berendezései DobszitaVibroszitaCiklon, hidrociklon Elektrosztatikus porleválasztó Vákuum dobszűrőKeretes szűrőprés

42 A hőközlés, hőcsere berendezései Csöves hőcserélő Forgódob

43 Vízkezelés Atmoszférikus vízszűrők Nyomott vízszűrő Egyszerű vastalanítók Ioncserélő

44 Finomtisztítás levegő cseppfolyósítás Kénmentes földgáz Parciális oxidáció vízgőz Nyers szintézisgáz CO konverzió Szintézis Salétromsav gyártás NH 3 HNO 3 Műtrágya gyártás Pétisó Karbamid gyártás CO 2 A nitrogéipari kombinát blokksémája

45 Szintézisgáz előállítása Nitrogén: levegő cseppfolyósítás, frakcionált desztilláció (Fp O2 :- 183 o C, Fp N2 : -195 o C) Hidrogén: - vízbontás - alacsony szénatomszámú szénhidrogének parciális oxidációja CH 4 + H 2 O  CO + 3 H 2 Q= 206 kJ/mol CH 4 + 1/2O 2  CO + 2 H 2 Q= -35,6 kJ/mol katalizátor Ni CO + H 2 O  CO 2 + H 2 Q= -41 kJ/mol

46 Szintézisgáz tisztítás CO konverzió CO + H 2 O  CO 2 + H 2 Q= -41 kJ/mol a. 400 o C körül katalizátor Fe 2 O 3 b. 250 o C körül katalizátor ZnO-Cr 2 O 3 CO 2 eltávolítás abszorpció %m/m kálium-karbonát oldatban finomtisztítás Rézlúgos abszorpció [Cu(NH 3 ) 4 ]OOCH, [Cu(NH 3 ) 4 ] 2 CO 3 Mosás cseppfolyós levegővel Metanizálás CO + 3 H 2  CH 4 + H 2 O CO H 2  CH H 2 O katalizátor aktív Ni

47

48

49

50 N H 2  2 NH 3 Q= -45,8 kJ/mol

51

52 Ammónia konverter

53 Katalizátor az ammónia szintézisnél

54 Ammónia oxidációja, salétromsav gyártás 4 NH O 2 = 4 NO + 6 H 2 O  Hr = kJ 4 NH O 2 = 2 N 2 O + 6 H 2 O  Hr = kJ 4 NH O 2 = 2 N H 2 O  Hr = kJ -Mellékreakciók 2 NH 3 = N H 2 2 NO = N 2 + O 2 4 NH NO = 5 N H 2 O

55 Nitrogén-dioxid abszorpciója 3 NO 2 + H 2 O  2 HNO 3 + NO  H r = -136,2 kJ/mol Részfolyamatok 6 NO H 2 O  3 HNO HNO 2 3 HNO 2  HNO NO + H 2 O

56 Tömény salétromsav gyártás §Pauling-eljárás: híg salétromsav és tömény kénsav vákuum desztillációja §HOKO-eljárás: N 2 O 4 + H 2 O + 1/2 O 2 = 2 HNO 3

57 Katalizátor képzés, alak

58

59 MŰTRÁGYAGYÁRTÁS előállítás: NH 3 + HNO 3  NH 4 NO 3 NH 4 NO 3  NH 3 + HNO 3 (170 – 185 o C) bomlás:NH 4 NO 3  N 2 O + 2 H 2 O ( o C) 2 NH 4 NO 3  2 N 2 + O H 2 O ( 210 o C fölött ) Pétisó

60 Pétisó üzem elvi folyamatábrája

61 Karbamid 2 NH 3 + CO 2  NH 4 -OCO-NH 2 (ammóniumkarbamát) (ΔHr = kJ/mol) NH 4 -OCO-NH 2 → NH 2 -CO-NH 2 + H 2 O (karbamid (ΔHr = 30 kJ/mol) Exoterm, reverzibilis, molekulaszám csökkenéssel végbemenő reakció Hőmérséklet: 180 – 220 o C Nyomás: bar Tartózkodási idő: perc %-os ammóniafölösleg bepárlás, kristályosítás dermesztés kondenzációs termékek: haszonnövény „kiégése”

62

63

64 Kénipar §Kénsavgyártás §Műtrágyagyártás §Mosóaktív anyag gyártás Kénsavgyártás: Nyersanyagok: - Szulfidos ércek, elsősorban pirit olcsó As, Se szennyeződés Pörk feldolgozása megoldatlan

65 - Elemi kén„tiszta” drága - Földgáz és ipari melléktermékek kén-hidrogén tartalma környezetbarát, az összes kénigény fele fedezhető drága, de ez a jövő

66 Kénforrások előkészítése Frasch olvasztás szivattyúzás szeparálás hőntartás deponálás

67 Pirit -- pörkölés FeS 2  FeS + S kb. 600 o C endoterm 4 FeS O 2  2 Fe 2 O SO o C endoterm 3 FeS O 2  Fe 3 O SO o C exoterm Reakcióidő: o C-on 2-3 óra 1000 o C-on 1-2 perc Etázsos kemence Fluidágyas pörkölő Elektrosztatikus porleválasztó

68

69

70 Szuperfoszfát gyártás Alapanyag:Termék: Ca 5 (PO 4 ) 3 X X.F - ; OH - Ca(H 2 PO 4 ) 2 CaHPO 4 Vízoldható citrát oldható Ca 5 (PO 4 ) 3 F + 5 H 2 SO 4  3 H 3 PO CaSO 4 + HF Ca 5 (PO 4 ) 3 F + 21 H 3 PO CaSO 4  15 Ca(H 2 PO 4 ) CaSO 4

71

72 1.Szódagyártás 2.Elektrolízis 3.Kénsavas sósav gyártás 4.Nátrium-hidrogén-karbonát gyártás 5.Nátrium-karbonát gyártás 6.Kausztifikálás 7.Szintézis 8.Szerves klórozás I.Nátrium-hidroxid II.Hidrogén III.Klór IV.Sósav V.Sósav VI.Sósav VII.Klór

73 KatódAnódElektrolitBontási feszültség 1NaCl 2 H2OH2O  4 V 2NaO2O2 HCl, H 2 O3,9 V 3H2H2 Cl 2 NaOH1,36 V 4H2H2 O2O2 NaCl, H 2 O1,23 V Kősóoldat elektrolízise A telített sólé készítés problémái: -oldhatóság -szennyezők

74 Szintetikus sósavgyártás „Krebs gyertya”

75 Alumíniumgyártás Nyersanyag: bauxit Al 2 O 3 * x H 2 O üledékes kőzet A földkéreg leggyakoribb fémes eleme!! Alkotói: hidrargilit Al 2 O 3 * 3 H 2 O böhmit Al 2 O 3 * H 2 O korund Al 2 O 3 * H 2 O

76

77

78


Letölteni ppt "Szervetlen technológiai alapismeretek. techno: mesterség, szakma logosz: ismeret, tudás, tudomány Technológia: -Tudatosság -Újérték teremtés (pozitív."

Hasonló előadás


Google Hirdetések