Хіміко-ідустріальний і лісовиробничий комплекс
Мета: Вивчити особливості технологічно-виробничого процесу у хіміко-ідустріальному і лісовиробничому комплексі
План лекції
Вступ
1. Загальні риси хімічної промисловості.
2. Основні виробництва у хімічній промисловості
3. Лісова промисловість
4. Основні складові ЛВК
Висновки
Література
Питання
Вступ
Щоб зрозуміти особливості розвитку й географії господарства України, необхідно ознайомитися з цілим рядом нових понять. Дана лекція допоможе зрозуміти особливості технологічно-виробничого процесу.
1. Загальні риси хімічної промисловості.
Хімічна індустрія поєднує підприємства, що характеризуються єдністю економічного призначення виробленої продукції, однорідністю споживаної сировини і матеріалів, спільністю технічної бази і технологічних процесів, специфічними умовами роботи.
Серед них підприємства гірничо-хімічної й основної хімії (включаючи виробництво мінеральних добрив), підприємства з виробництва продуктів основного органічного синтезу, полімерних матеріалів (виробів із пластмас, склопластиків), переробка полімерів гумоазбестової продукції, лакофарбової, синтетичних барвників, продукції фотохімічної, побутової хімії, хімічних реактивів і ін.
У світі зараз використовується близько 450 тис. хімічних речовин, і щорічно до них додається ще 2—3 тис. нових.
Особливість хімічної промисловості — дуже широка, різноманітна по складу сировинна база. Вона включає гірничохімічну промисловість (видобуток сірки, фосфоритів, калійних солей, кухонної солі і т.д.). Її в більшості країн світу відносять до видобувних галузей. Найважливішими постачальниками сировини є також галузі, що не входять до складу самої хімічної промисловості (нафтохімічна, коксохімічна, газохімічна, лісохімічна, сланцехімічна). Вони постачають не тільки сировину (найчастіше вуглеводневу, сірку і т.д.), але і напівпродукти (сірчану кислоту, спирти і т.д.). Найважливіший результат НТП у другій половині XX в. — повсюдний і широкий перехід хімічної промисловості на використання продуктів переробки нафти, попутного і природного газу: з них одержують значну частину продукції галузі.
Специфічні особливості хімічної промисловості, що впливають на її розміщення:
1) дуже висока енергоємність (у першу чергу теплоємність) у галузях, зв'язаних зі структурною перебудовою речовини (одержання полімерних матеріалів, продукція органічного синтезу, електрохімічні процеси й ін.);
2) висока водоємкість виробництв (охолодження агрегатів, технологічні процеси);
3) невисока трудомісткість більшості виробництв галузі,
4) дуже висока капіталоємкість;
5) великі обсяги використовуваної сировини і багатьох видів готової продукції;
6) екологічні проблеми, обумовлені виробництвом і споживанням ряду хімічних продуктів.
З хімізацією господарства зв'язані багато екологічних проблем. Широке впровадження хімічних процесів у різних галузях господарства обумовлює велика кількість викидів в атмосферу, стоків і відходів, небезпечних для природного середовища. Джерелами їх, у першу чергу, є теплові електростанції, металургійні підприємства, автомобільний транспорт. Сама хімічна промисловість у цілому дає викидів і стоків істотно менше. Тільки в центрах великої концентрації хімічних підприємств, особливо в містах, роль хімічних відходів збільшується в небезпечних концентраціях.
Набагато більшу небезпеку представляє безконтрольне використання чи неправильне застосування багатьох продуктів хімічної промисловості як у виробничій сфері, так і в побуті. Це обумовлено низькою екологічною грамотністю населення і недоліком спеціальних заходів щодо охорони середовища. Області таких порушень, використання хімікатів не по призначенню великий — несанкціонований прийом антибіотиків, застосування гормонів росту тварин, хімічних засобів захисту рослин (їх виробляють у світі 6 млн т, тобто по 1 кг на кожного жителя планети). Дуже великі відходи полімерних матеріалів. У США щорічно йде у відходи 18 млрд посудин із пластмас; у Бельгії на душу населення виробляється 300 кг пластмас, значна частина яких також у виді тари йде у відходи.
2. Основні виробництва у хімічній промисловості
Промисловість полімерних матеріалів. Це виробництво вихідних для синтезу видів вуглеводнів (етилен, пропілен, бензол і ін.), напівпродуктів з них (стирол, вінілхлорид, фенол і ін.) Це — основа всієї галузі, її ядро, тісно зв'язане практично з усіма хімічними виробництвами. Сировина для одержання вихідних вуглеводнів, напівпродуктів і самих полімерів — головним чином нафта, попутний і природний газ.
Промисловість пластмас і синтетичних смол. Синтетичні смоли в основному йдуть для одержання хімічних волокон, а пластмаси найчастіше є вихідними конструкційними матеріалами. Це визначає використання їх у багатьох сферах промисловості, будівництва, а також виробів з них у побуті. Безліч видів пластмас, ще більша кількість їхніх марок створено в останні десятиліття. Виділяється цілий клас пластмас промислового призначення для найважливіших виробів у машинобудуванні (фторопласти й ін.).
Головна увага в даний час звернено на одержання спеціальних пластмас із заздалегідь заданими властивостями. Такими стали композити, що складаються з вуглецевих волокон і сполучаючих їх органопластиків. Вони в 4-5 разів стали легші і міцніші від неї в 15 разів. Композити — важливий конструкційний матеріал для авіакосмічної індустрії. Новий напрямок в одержанні пластмас — збільшення випуску видів, що саморуйнуються, (водорозчинних, що біо- і фоторозкладаються). Це викликано великими обсягами виробництва, переробки і складністю наступної утилізації звичайних пластмас, до 1/4 яких — пакувальні матеріали.
Промисловість хімічних волокон. Збільшенню ролі хімічних волокон сприяли новітні досягнення науки, що дозволило додати їм зовсім нові властивості, якими не володіють натуральні волокна. Нині «синтетика» переживає друге народження. Нові види хімічних волокон на відміну від старих «дихають», але не пропускають воду, здатні змінювати колір під впливом мінливого освітлення чи температури, зберігати сонячне тепло. Ще більш привабливі нові волокна для білизни й одягу: їм додають антибактеріальні властивості, здатність поглинати запахи шкіри і поту, не накопичувати статичну електрику і т.д. Разючі успіхи в розробці нових хімічних волокон для технічного використання (вуглецеві, керамічні й ін.). Одні з них вогнестійкі, інші - міцніші стали і т.д. Вони незамінні в авіакосмічній техніці, автомобілебудуванням.
Промисловість синтетичного каучуку. Синтетичний каучук дозволив розширити області застосування каучуків. Крім масового синтетичного каучуку загального призначення, що використовують для виготовлення гумових виробів, як і натуральний (найбільший споживач — шинна промисловість), розроблені каучуки спеціального призначення (хлоропренові, силіконові, фторкаучуки й ін.). Вони володіють масло-, бензо-, тепло- і морозостійкістю, негорючістю і т.д. Це обумовило їхнє застосування в різних технічних виробах і системах. Навіть такий каучук загального призначення, як поліізопреновий, за рядом своїх властивостей перевершує натуральний. Тому синтетичний каучук — не конкурент натурального, а полімер, що розширив область застосування каучуків.
В даний час загальною тенденцією, характерною для усього світу, є різке посилення впливу фундаментальних наукових досліджень на роботу промисловості, особливо для галузей, зв'язаних з новітніми областями техніки і визначаючих передній край технічного прогресу. Ця тенденція з кожним роком зростає й у хімічній промисловості.
До числа найважливіших пріоритетних областей хімічної науки і технології зараз відносяться:
1) нові матеріали (полімерні, композиційні, керамічні і металеві), штучні і синтетичні волокна, а також засоби захисту від корозії і зносу;
2) хімічна безпека й охорона навколишнього середовища;
3) нові технології.
1) Величезна значимість синтетичних полімерних матеріалів у сучасному житті зрозуміла кожній людині. Тому ясна і необхідність як удосконалювання виробництва традиційних полімерних матеріалів, так і розробка нових матеріалів з поліпшеними і принципово новими властивостями, а саме: конструкційних полімерних композицій з унікальною термічною стабільністю і міцністю, радіаційною і хімічною стійкістю; полімерних матеріалів для волоконної оптики; полімерних мембран, необхідних для нових процесів поділу й очищення виробничих стоків і газових викидів; полімерів медичного призначення, включаючи ефективні кровозамінники, штучну шкіру, селективні сорбенти для дезінтоксикації й ін.
2) В області хімічної безпеки й охорони навколишнього середовища необхідне проведення фундаментальних досліджень для розробки і створення безпечних хімічних виробництв і процесів і маловідходних і безвідходних технологій.
Зараз перед галуззю стоїть стратегічна задача — усі створювані знову підприємства повинні бути екологічно нешкідливими, а вся хімічна промисловість повинна стати маловідходною і безвідходною. У зв'язку з цим головна задача сьогоднішнього дня — усунення викидів в атмосферу газів — вимагає створення нових класів адсорбентів і застосування нових технологічних рішень, включаючи каталітичні, мембранні й електрохімічні.
Для захисту водних ресурсів і ґрунтів від промислових забруднень передбачається розробка нових технологій очищення із застосуванням озонування, плазмових методів, високих температур і тисків з одночасним поверненням корисних відходів у виробництво.
3) Провідне місце в створенні нових технологій належить каталізу. Він повинний зіграти основну роль у створенні технологій переробки природного газу і нафти в цінні хімічні продукти, а також переробки твердих видів палива (вугілля, сланців, торфу, деревини, побутових і сільськогосподарських відходів) з метою одержання водню, монооксиду вуглецю, штучної нафти і нафтопродуктів.
Значно зростає значення мембранної технології. Особливістю мембранних процесів є мала енергоємність, безагреагатність, проведення їх, як правило, при температурі навколишнього середовища і порівняно невисоких тисках, простота конструкцій і обслуговування установок, можливість їхньої повної автоматизації. Серед численних прикладів економічної вигідності, а в ряді випадків і незамінності мембранних процесів виділяються: виробництво каустичної соди, хлору, тонке очищення рідин, поділ газових сумішей і ін.
Під терміном «мембранна технологія» мають на увазі сукупність методів і засобів поділу рідких і газових сумішей, заснованих на вибірковій здатності хімічних мембран (полімерних плівок і волокон) пропускати одні компонентів і затримувати інші.
Роботу мембранної установки пояснимо на простому прикладі поділу повітря (для простоти без обліку домішок склад повітря — 21% кисню і 79% азоту). У верхню частину посудини під тиском закачують повітря, а в результаті різної здатності газів проникати під мембраною накопичується збагачена киснем (до 55%) газова суміш, а зверху накопичується багатий азотом газ. Використання таких установок у лікарнях дозволяє вирішити проблему постачання киснем хворих і відмовитися від дорогих балонних пристосувань. Такі установки починають зараз застосовувати також у металургії (кисневе дуття), біотехнології (процеси ферментації), у багатьох процесах хімічних виробництв (окислювання природних газів, одержання фенолу, ацетону й ін.), газифікації твердих паливних копалин.
Реалізація пріоритетних напрямків дозволить розширити сировинну базу, задовольнити потребу господарства в моторних видах палива і вуглеводневій сировині, упровадити єдину технологічну систему переробки відходів ТЕЦ з одержанням цінних хімічних продуктів.
Для галузей хімічного комплексу характерні багатопараметричні і багатостадійні процеси, високі температури і тиск, агресивність робочих середовищ, їхня токсичність, пожаро- і вибухонебезпека. При проведенні технологічних операцій у широких масштабах здійснюється тепло- і масообмін, кристалізація, каталіз, перенос речовин при реакціях. Тому хімічна технологія є однієї із самих наукомістких і складних, що накладає на хіміків особливу відповідальність, тому що ціна помилки при неправильному проведенні технологічних процесів особливо велика
3. Лісова промисловість
Лісова промисловість – складний багатопрофільний, багатогалузевий комплекс, що включає в себе лісозаготівельну і целюлозно-паперову галузі, виробництво пиломатеріалів, деревообробку, лісохімію. Дуже широкий і різноманітний перелік продукції, що випускається підприємствами й організаціями галузей. Це деревина ділова, лісоматеріали круглі, дрова для гідролізного виробництва і виготовлення деревних плит, тріска технологічна, пиломатеріали, плити деревностружкові і деревноволокнисті, фанера, целюлоза, папір, картон, меблі, шпалери, сірники, паркет, транспортна тара й ін.
Без продукції лісової промисловості сьогодні не може обійтись практично жодна галузь господарства. Навіть у будівництві, що широко використовує штучно створені більш стійкі матеріали, такі, як бетон і залізобетон, застосовують деревину. Вона йде для виготовлення віконних рам, дверей, підлог, вбудованих шаф і т.д.
Досягнення науки і техніки розширили можливості використання деревини в будівництві. Покрита спеціальними антисептичними речовинами, вона стає набагато довговічнішою від звичайної деревини, тому що не гниє, а покрита спеціальними речовинами — антипиренами перетворюється у вогнестійкий матеріал. Це дозволяє виготовляти з неї ряд деталей і конструкцій, потрібних будівельникам.
Ще вище вогнестійкість у клеєної деревини.
Перед лісопромисловим комплексом стоять важливі задачі: забезпечити поліпшення використання лісосировинних ресурсів насамперед шляхом підвищення комплексності переробки деревної сировини, створення підприємств з відтворення лісів, заготівлі і переробки деревини; різко збільшити обсяги виробництва; розширити асортимент і підвищити якість продукції, що випускається. Вирішити ці задачі можливо за умови прискореної інтенсифікації, значного підвищення матеріально-технічного рівня всіх його галузей на базі автоматизації, хімізації, роботизації технологічних процесів, розробки і впровадження нових машин, принципово нових технологій — мало- і безвідхідних, екологічно чистих, ресурсозберігаючих і ін.
Розглянемо трохи докладніше деякі галузі лісопромислового комплексу.
4. Основні складові ЛВК
Лісозаготівельна промисловість — базова галузь комплексу. Вона здійснює заготівлю, вивезення, первинну обробку і часткову переробку деревної сировини. Це найбільш трудомістка галузь лісопромислового виробництва. Саме тому вона вимагає застосування спеціалізованої техніки і транспорту, а також постійного удосконалювання і відновлення їх.
Початком на шляху комплексної механізації лісозаготівель було застосування машинної валки лісу і трелювання. Пізніше з'явилася й інша техніка.
Перша валочно-трелювальна машина була створена у кінці 50-х років ХХ ст. В даний час з'явилися і валочно-пакетуючі машини, що спилюють дерева і формують пачки для наступного трелювання.
На лісозаготівлях ще довгий час залишається ручна важка праця сучкорубів. Кожна сучкорізна машина дозволила б вивільнити 5—7 сучкорубів.
На заключному етапі лісозаготівельного конвеєра (після надходження заготовленого лісу на нижній склад) здійснюється разпилення стовбурів, у результаті якої одержують лісоматеріали, що відправляються споживачу. Ця операція зараз механізована: оператор напівавтоматичної розпиловочної установки, керуючи процесом пиляння, визначає, який асортимент (лісоматеріали) найбільше вигідно випиляти з того чи іншого стовбура.
Науково-технічний прогрес у цій галузі і надалі буде йти шляхом активного використання агрегатної техніки — на валку, трелювання, обрізку сучків. Зросте автоматизована розпиловка деревини на напівавтоматичних лініях і установках. Передбачено впровадження трелювальних машин, автоматизованих сортувальних транспортерів, самохідних сучкорозпиловочних машин. Будуть освоєні комплексно-механізовані технологічні процеси на прирічкових нижніх складах.
Разом з тим у галузі ще багато невирішених проблем: на всіх стадіях заготівлі і переробки лісу значні втрати; невисока дисципліна лісокористування; мало застосовується природозберігаюча технологія; не завжди відповідає сучасним вимогам технічний рівень лісозаготівельної техніки як за надійністю, прохідністю, енергонасиченості, довговічності, так і за ергономічним і екологічним показниках.
Целюлозно-паперова промисловість займає важливе місце в господарстві країни. Продукція її широко використовується в промисловості, сільському господарстві, на транспорті, у зв'язку, культурі, медицині, торгівлі й ін.
Основна продукція галузі — целюлоза і напівцелюлоза різноманітних марок, різні види картону і паперу. Сучасні підприємства целюлозно-паперової промисловості оснащені складним устаткуванням великої одиничної потужності і безупинних процесів. Виробництво відрізняється високою механізацією й автоматизацією технологічних процесів. На великих підприємствах у величезних цехах, наприклад, варильному чи регенерації, у зміні працює всього 3—4 чоловік і за 8 г вони дають до сотень тонн продукції.
На одному з перших місць стоїть проблема комплексного раціонального використання деревної сировини. Велике значення має освоєння принципово нових способів виробництва целюлози. Реалізація всіх цих задач дозволить збільшити виробництво папера і картону, підвищити якість продукції, забезпечити країну необхідними матеріалами.
Меблева промисловість. Поняття «меблі» охоплює велику групу предметів, що оточують людей в житті. Види меблів різноманітні. Це меблі канцелярські (для кабінетів, холів, шкільні й ін.) і побутові (для вітальні, спальні, дитячої, кухні й ін.). Розрізняють також меблі корпусні (шафи, стінки), ґратчасті (стільці, столи), м'які (дивани, тахти, крісла, крісла-дивани й ін.).
У залежності від кількості продукції, що випускається, сучасне меблеве виробництво підрозділяється на індивідуальне, серійне і масове.
До індивідуального типу виробництва відносяться підприємства майстерні, зайняті виготовленням окремих виробів чи наборів меблів за замовленнями. Більшість підприємств у країні випускають продукцію серіями. На цих підприємствах широко впроваджена механізація обробки, конвеєризація й автоматизація окремих процесів. Обробка точним інструментом застосовується тут обмежено.
Масовий тип виробництва дозволяє випускати вироби у великих кількостях, безупинно протягом тривалого часу без зобов'язання їхньої конструкції. Масове виробництво мають підприємства, що спеціалізуються на випуску визначених видів виробів, наприклад столів, стільців, шаф.
Найбільш поширена форма масового виробництва — потокове. На великих меблевих підприємствах при потоковій системі виробництва часто перетворюються в окремі потоки: розкрою, склеювання й облицювання, обробки заготівель, обробки і збірки.
Прогресивною формою організації виробництва є автоматична лінія. Це система верстатів, розташованих у технологічній послідовності операцій і зв'язаних між собою безпосередньо чи за допомогою транспортних пристроїв. Обслуговуючі лінію робітники — оператори завантажують лише перший верстат і знімають готовий виріб з останнього, спостерігають за роботою лінії.
Високопродуктивні автоматичні лінії, що працюють на сучасних великих меблевих підприємствах країни, дозволили усунути важка ручна праця, підвищити якість продукції, що випускається, і збільшити її випуск.
Технологічний процес виготовлення меблів складається з декількох стадій: сушіння деревини, розкрій, обробка чорнових заготівель, склеювання їх і облицювання, обробка чистих заготівель, збірка деталей у складальні одиниці, обробка, обробка і зборка у виріб.
У виробництві меблів використовують самі різноманітні матеріали: деревно-стружкову і деревинно-волокнисту плиту, фанеру, деревину хвойних і листяних порід, текстурований папір, різні полімерні лакофарбові матеріали, тканини. Для прикраси меблів використовують нові матеріали, упроваджують нові прийоми колірного оформлення, лакування, імітацію різнобарвних вітражів і ін. З метою створення більшого комфорту і підвищення функціонального призначення деякі вироби оснащують дзеркалами, світильниками, таймерами, радіоприймачами й ін.
Висновки
Хімічна промисловість виробляє продукцію, використовуючи хімічні методи переробки сировини й матеріалів. До неї входить велика кількість галузей, а тому можна розглядати її як хіміко-індустріальний комплекс. У галузевій структурі його виділяють дві великі групи галузей: основна (неорганічна) хімія і промисловість органічного синтезу.
Підприємства лісовиробничого комплексу зайняті заготівлею, механічною та хімічною переробкою деревини та інших лісових багатств. Основними його галузями є лісове господарство, власне лісова промисловість або лісозаготівельна, а також деревообробна (виробництво пиломатеріалів, фанери, сірників, столярних виробів, меблів), целюлозно-паперова (виробництво целюлози, паперу, картону) і лісохімічна (виробництво каніфолі,
