Виды технологических связей

Существующие промышленные производства могут быть чрезвычайно сложными и разнообразными по структуре. Но, несмотря на это, в каждой из них можно четко выделить группы элементов или подсистем, связанных между собой в определенной последовательности, которая называется технологической связью. Итак, технологическая связь (ТС) - это способ соединения отдельных элементов или подсистем с помощью технологических потоков с образованием подсистем и систем.

Различают такие виды технологических связей:

– последовательный;

– последовательно-обводный;

– параллельный;

– обратный;

– перекрестный.

Последовательная ТC заключается в том, что технологический поток последовательно проходит все элементы только один раз. Она является наиболее распространенной. Применяется последовательная технологическая связь в случаях, когда:

а) в элементе системы достигается высокая степень превращения, а его производительность обеспечивает необходимую производительность всей ТС (рис.1, а);

б) получение целевого продукта происходит в несколько стадий с

образованием полупродуктов (рис. 1, б);

в) степень превращения в одном элементе мала, но есть

возможность использовать каскад реакторов (рис. 1, в);

г) сырье многокомпонентное.

Рисунок 1 – Схемы последовательных ТС

Последовательно-обводная ТС заключается в том, что технологический поток перед первым элементом системы последовательно соединенных элементов разделяется на два потока: основной и обводный (байпасный). Основной поток последовательно проходит все элементы ТС, а байпасный обходит определенные элементы и вводится полностью или частично в основной после того или другого элемента (рис. 2).

Рисунок 2 – Схема последовательно-обводной ТС

Параллельная ТС характеризуется тем, что технологические процессы в ХТС осуществляются одновременно в нескольких элементах, через которые технологические потоки проходят параллельно (рис, 3).

Рисунок 3 – Схемы параллельных ТС

Применяется параллельная ТС в таких случаях:

а) для увеличения производительности производства, т.е. если производительность одного элемента значительно меньше, чем производительность всей ТС (рис. 3, а). В этой ТС производительность всех элементов, которые работают параллельно, одинакова как по сырью, так и по целевому продукту, а общая производительность системы равняется сумме продуктивностей отдельных элементов. В этом случае каждый из параллельных потоков и элементы, которые он проходит, называют технологической нитью. Перечень элементов в технологических нитях, их размеры, конструкции и технические характеристики являются одинаковыми. Это дает возможность легче организовать производство (приобрести однотипное оборудование); упростить реализацию технологического процесса, обслуживание и ремонт оборудования;

б) для выпуска разных видов продукции из одного вида сырья (рис. 3, б).

В этом случае каждый из параллельных технологических потоков называют технологической линией. Преимущественно потребность в разных продуктах неодинакова, т.е. производительности параллельных технологических линий обычно отличаются. Поэтому начальный технологический поток разделяется на отдельные потоки с разными расходами, которые должны обеспечить необходимую продуктивность по соответствующим продуктам.

в) если получение целевого продукта проходит вследствие взаимодействия промежуточных полупродуктов, каждый из которых получают одновременно в отдельных технологических процессах (рис. 3, в).

г) если ТС работает в непрерывном режиме, а отдельные элементы - в периодическом. В этом случае указанные элементы работают параллельно, но со смещением цикла работы одного относительно другого во времени (рис. 3, а).

Обратная ТС характеризуется наличием обратного технологического потока: не использованное сырье возвращают в одну или нескольких точек ТС на повторную переработку (рис. 4, а). При этом элементы соединены между собой последовательно и вместе с обратными ТС образуют замкнутую подсистему ТС, в которой выделяют прямой, главный или полный и обратный или рециркуляционный технологические потоки.

Рисунок 4 – Схемы обратных ТС

По способу введения обратного потока в прямой фракционный рецикл разделяют на такие подвиды:

1) простой – сырье возвращает лишь в одну точку технологического потока (рис. 4, в);

2) сопряженный – сырье вводится в несколько точек технологического потока (рис. 4, а);

3) сложный рецикл предусматривает использование в одной ТС нескольких рециклов (рис. 4, г).

ПерекрестнаяТС заключается в том, что через элемент ТС одновременно проходят два или больше технологических потоков, которые непосредственно не контактируют.

Рисунок 5 – схема перекрестной ТС