Průmyslové procesy - Industrial processes
Průmyslové procesy jsou postupy zahrnující chemické , fyzikální , elektrické nebo mechanické kroky na pomoc při výrobě položky nebo předmětů, obvykle prováděné ve velmi velkém měřítku. Průmyslové procesy jsou klíčovými součástmi těžkého průmyslu.
Chemické procesy podle hlavního základního materiálu
Některé chemické procesy poskytují důležité základní materiály pro společnost, např. ( Cement , ocel , hliník a hnojiva ). Tyto chemické reakce však přispívají ke změně klimatu vypouštěním oxidu uhličitého , skleníkového plynu , chemickými reakcemi a také spalováním fosilních paliv za účelem generování vysokých teplot potřebných k dosažení aktivačních energií chemických reakcí.
Cement (pasta v betonu)
-
Kalcinace - vápenec , který je z velké části složen z fosilizovaného uhličitanu vápenatého (CaCO 3 ), se při vysokých teplotách rozkládá na použitelný oxid vápenatý (CaO) a plynný oxid uhličitý ( CO
2), který se uvolní jako vedlejší produkt . Tato chemická reakce, nazývaná kalcinace, je nejvýraznější při vytváření cementu (pasty v betonu ). Reakce je také důležitá při poskytování oxidu vápenatého, který působí jako chemický tok (odstraňování nečistot) ve vysoké peci .
- CaCO 3 (s) → CaO (s) + CO 2 (g)
Ocel
-
Tavení -Uvnitř vysoké pece se oxid uhelnatý (CO) uvolňuje spalováním koksu (derivát uhlí s vysokým obsahem uhlíku) a odstraňuje nežádoucí kyslík (O) v rudách . CO
2se uvolňuje jako vedlejší produkt, odnáší kyslík a zanechává za sebou požadovaný čistý kov. Nejvýraznější je, že při tavení železa vzniká ocel (převážně železo s malým množstvím uhlíku) z vytěžené železné rudy a uhlí.
- Fe 2 O 3 (s) + 3 CO (g) → 2 Fe (s) + 3 CO 2 (g)
Hliník
-
Hall – Héroultův proces -oxid hlinitý (Al 2 O 3 ) se taví koksem (C) vysokoteplotní elektrolýzou , čímž se získá požadovaný čistý hliník (Al) a směs CO a CO
2.
- Al 2 O 3 (s) + 3 C (s) → 2 Al (s) + 3 CO (g)
- 2 Al 2 O 3 (s) + 3 C (s) → 4 Al (s) + 3 CO 2 (g)
Hnojivo
-
Haberův proces - Atmosférický dusík (N 2 ) se oddělí, čímž se získá amoniak (NH 3 ), který se používá k výrobě všech syntetických hnojiv . Haberův proces využívá fosilní zdroj uhlíku, obecně zemní plyn , k zajištění CO pro reakci posunu voda-plyn , čímž se získá vodík (H 2 ) a uvolňuje CO
2. H 2 se používá k rozbití silné trojné vazby v N 2 za vzniku průmyslového amoniaku .
- CH 4 (g) + H 2 O (g) → CO (g) + 3 H 2 (g)
- CO (g) + H 2 O (g) → H 2 (g) + CO 2 (g)
- N 2 (g) + 3 H 2 (g) → 2 NH 3 (g)
Jiné chemické procesy
- Pyroprocesing - využití tepla k chemické kombinaci materiálů, například v cementu .
- Dezinfekce - chemické ošetření k ničení bakterií a virů.
Elektrolýza
Dostupnost elektřiny a její vliv na materiály vedly k několika procesům pokovování nebo oddělování kovů.
- Zlacení , galvanické pokovování , anodizace , elektrolytování - ukládání materiálu na elektrodu
- Elektroleštění - opak galvanického pokovování
- Electrofocusing - podobně jako elektrolytické pokovování, ale oddělování molekul
- Elektrolytický proces - obecný proces využívající elektrolýzu
- Elektroforetická depozice - elektrolytická depozice koloidních částic v kapalném médiu
- Elektrotechnika - použití galvanického pokovování k výrobě tiskových desek
- Metalizování , pokovování , rotační nanášení -obecné pojmy pro dávání nekovů kovového povlaku
Řezání
- Stříhání
- Řezání
- Plazmové řezání
- Řezání vodním paprskem -řezání materiálů velmi vysokým tlakem vody
- Řezání oxyacetylenem
- Elektroerozivní obrábění (EDM)
- Obrábění - mechanické řezání a tvarování kovu, které zahrnuje ztrátu materiálu
- Řezání laserem
Obrábění kovů
- Tavení a přímá redukce - extrakce kovů z rud.
- Kování - tvarování kovu pomocí tepla a kladiva
- Lití - tvarování tekutého materiálu tak, že se nalije do forem a nechá se ztuhnout
- Ocelářství - přeměna „surového železa“ z tavení na ocel
- Progresivní ražení - výroba součástek z pásu nebo role
- Lisování
- Hydroformování - kovová trubka se pod tlakem roztahuje do formy
- Pískování - čištění povrchu pískem nebo jinými částicemi
- Pájení , pájení na tvrdo , svařování - proces spojování kovů
- Leštění bubny - pro leštění
- Vytvrzování srážek - tepelné zpracování používané k vyztužení tvárných materiálů
- Kalení práce - zvýšení pevnosti kovů, slitin atd.
- Kalení pouzdra , diferenciální kalení , brokování -vytváření povrchu odolného proti opotřebení
- Vysekávání - „Forma“ nebo „zápustka“ je nalisována na plochý materiál za účelem řezání, rýhování, ražení a jiného tvarování materiálu
- Elektrická oblouková pec -zpracování při velmi vysokých teplotách
Železo a ocel
- Tavení - obecný proces používaný v pecích k výrobě oceli, mědi atd.
- Katalánská kovárna , otevřená nístějová pec , bloomery , regenerační pec Siemens - tepané železo
- Vysoká pec - vyráběná litina
- Přímá redukce - vyrábí přímo redukované železo
- Kelímková ocel
- Proces cementace
- Bessemerův proces
- Základní kyslíková výroba oceli
Lití
Fyzické tvarování materiálů formováním jejich kapalné formy pomocí formy.
- Lití , lití do písku - tvarování roztaveného kovu nebo plastů pomocí formy
- Slinování , prášková metalurgie - výroba předmětů z kovového nebo keramického prášku
- Vyfukování jako v plastových nádobách nebo v průmyslu skleněných nádob - výroba dutých předmětů jejich foukáním do formy.
- Lisování
Oddělení
Mnoho materiálů existuje v nečisté formě, čištění nebo separace poskytuje použitelný produkt.
- Rozdrcení - zmenšuje velikost fyzických částic (existuje mezi drcením a mletím)
- Pěnová flotace , flotační proces - separace minerálů flotací
- Extrakce kapalina – kapalina - rozpouštění jedné látky v jiné
- Fraschův proces - pro extrakci roztavené síry ze země
Destilace
Destilace je čištění těkavých látek odpařováním a kondenzací
- Frakční destilace , parní destilace , vakuová destilace
- Dávková destilace
- Nepřetržitá destilace
- Frakcionační sloupec
- Točící se kužel
Aditivní výroba
Při aditivní výrobě se materiál postupně přidává ke kusu, dokud se nedosáhne požadovaného tvaru a velikosti.
- Modelování tavené depozice (FDM)
- Stereolitografie (SLA)
- Selektivní laserové slinování (SLS)
- Fotolitografie
Ropa a organické sloučeniny
Povaha organické molekuly znamená, že může být transformována na molekulární úrovni za vzniku řady produktů.
- Cracking (chemie) - obecný termín pro rozbití větších molekul
- Alkylace - rafinace ropy
- Burtonův proces - krakování uhlovodíků
- Kumenový proces - výroba fenolu a acetonu z benzenu
- Friedel-Craftsova reakce , Kolbe-Schmittova reakce
- Metateze olefinů , tepelná depolymerizace
- Transesterifikace - organické chemikálie
- Raschigův proces výroby hydroxylaminu - část procesu výroby nylonu
- Oxo proces - vyrábí aldehydy z alkenů
- Polymerizace
Organizováno podle produktů
- Hliník-( Hall-Héroultův proces , Devillův proces , Bayerův proces , Wöhlerův proces )
- Amoniak používaný v hnojivech - ( Haberův proces )
- Brom - ( Dow proces )
- Chlor používaný v chemikáliích - ( chloralkalický proces , Weldonův proces , Hookerův proces )
- Fat - ( vykreslování )
- Hnojivo - ( proces nitrofosfátu )
- Sklo - ( proces Pilkington )
- Zlato - ( bakteriální oxidace , Parkesův proces )
- Grafit - ( Achesonův proces )
- Těžká voda , používaná k rafinaci radioaktivních produktů - ( Girdlerův sulfidový proces )
- Vodík - ( reakce posunu voda – plyn , reforma páry )
- Lead (and Bismuth )-( Betts elektrolytic process , Betterton-Kroll process )
- Nikl - ( proces Mond )
- Kyselina dusičná - ( Ostwaldův proces )
- Papír - ( rozvlákňování , Kraft proces , Fourdrinierův stroj )
- Guma - ( vulkanizace )
- Sůl - ( Albergerův proces , proces odpařování zrna )
- Polovodičové krystaly - ( Bridgman – Stockbargerova metoda , Czochralského metoda )
- Silver - ( Patio process , Parkes process )
- Karbid křemíku - ( Achesonův proces , Lelyův proces )
- Uhličitan sodný , používaný pro mýdlo-( Leblancův proces , Solvayův proces , Leblancův-Deaconův proces )
- Kyselina sírová - ( proces olověné komory , kontaktní proces )
- Titanium - ( Hunter process , Kroll process )
- Zirkonium - ( Hunterův proces , Krollův proces , van Arkel – de Boerův proces )
Seznam podle postupu:
- Albergerův proces , Grainerův odpařovací proces - vyrábí sůl ze solanky
- Bakteriální oxidace - slouží k výrobě zlata
- Bayerův proces - těžba hliníku z rudy
- Alkalických chloridů proces , Weldon proces - pro výrobu chloru a hydroxidu sodného
- Dow process - vyrábí brom ze solanky
- Proces FFC Cambridge
- Girdlerův sulfidový proces - pro výrobu těžké vody
- Hunter process , Kroll process - produkuje titan a zirkonium
- Průmyslové vykreslování - oddělení tuku od kostí a bílkovin
- Proces olověné komory , kontaktní proces - výroba kyseliny sírové
- Mond proces - nikl
- Nitrofosfátový proces - řada podobných procesů výroby hnojiv
- Ostwaldův proces - produkuje kyselinu dusičnou
- Obal
- Pidgeonův proces - produkuje hořčík a redukuje oxid pomocí křemíku
- Parní reforma , reakce vodního plynu - výroba vodíku a oxidu uhelnatého z metanu nebo vodíku a oxidu uhličitého z vody a oxidu uhelnatého
- Vakuové pokovování - dokončovací proces
- Van Arkel – de Boer proces - pro výrobu titanu, zirkonia, hafnia, vanadu, thoria nebo protactinia
- Proces formox - oxidace methanolu za vzniku formaldehydu