Перспективы развития и совершенствования химико-технологических процессов

К перспективным направлениям развития и совершен­ствования химико-технологических процессов относятся: переход от периодических к непрерывным процессам, применение замкнутых циркуляционных малоотходных и безотходных схем, интенсификация технологических процессов за счет освоения новых методов воздействия на вещество и перехода к малооперационной, энерго-, трудо- и ресурсосберегающей технологии.

Создание непрерывных технологических процессов является генеральным направлением совершенствования промышленного производства. Как известно, периодиче­ские процессы характеризуются излишними мате­риальными, энергетическими и трудовыми затратами, простоями оборудования, плохо приспособлены для ком­плексной автоматизации и применения вычислительной техники. Поэтому постепенная ликвидация периодиче­ских процессов с заменой их непрерывными — ведущая тенденция в совершенствовании технологии, которая осу­ществляется на практике.

Характерными примерами могут служить: разработка непрерывных процессов производства стали в металлур­гии, извлечение сока из сахарной свеклы — в пищевой промышленности, варки целлюлозы и полуцеллюлозы — в лесохимической и т. д.

Вторым важным направлением совершенствования технологических процессов являются применение замк­нутых циркуляционных схем и переход к безотходной технологии, обеспечивающие комплексное использование сырья. Замкнутые циркуляционные технологические схемы обеспечивают возможность вторичного использо­вания сырья, вспомогательных материалов и энергии. Так, отходы переработки термопластичных полимеров, лом и стружка металлов вторичной переплавкой превра­щаются в исходные промышленные материалы, отработайные смазочные масла после регенерации становятся высококачественными смазками и т. д. С помощью замк­нутых технологических схем может быть удачно утилизи­рована теплота атомных реакторов.

Третьим направлением совершенствования химико-технологических процессов является освоение новых ме­тодов воздействия на вещество за счет применения ней­тронного, лазерного, радиационного, ультразвукового, сильного магнитного облучения, сверхвысоких давлений и температур, плазмы и т. п. Но особенно эффективно применение катализаторов. Например, новые катализа­торы при производстве аммиака в сочетании с другими мероприятиями повышают производительность агрега­тов в 2 — 3 раза и снижают себестоимость продукции в 2 раза. По сравнению с традиционными биологические катализаторы обеспечивают во много раз большую скорость процесса при значительно меньших энергетиче­ских затратах. Так, ферменты, выделенные из азотфиксирующих микроорганизмов, имеют в комнатных усло­виях активность в 10 раз большую, чем активность промышленного катализатора синтеза аммиака.

Интенсификация промышленного производства мо­жет быть обеспечена также заменой некоторых многоста­дийных и энергоемких процессов одностадийными, не­прерывными, энерго- и ресурсосберегающими. Это один из путей создания и развития малооперационной техно­логии. Например, появилась уже отмеченная выше воз­можность связывания молекулярного азота до аммиака в одну стадию и к тому же в мягких условиях (при ком­натной температуре и нормальном давлении). К новым методам малооперационной технологии относится и про­грессивный способ извлечения железа из руд, исключаю­щий доменный процесс.