Переработка промышленных отходов
Понятие промышленных отходов, их классификация, способы утилизации, переработки и условия захоронения. Возможность комплексного использования отходов промышленности на примере металлургического, топливно-энергетического и химического комплексов.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.03.2011 |
| Размер файла | 68,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Гидрохимический способ. Данный метод основан на автоклавном разложении нефелина концентрированным раствором едкой щелочи в присутствии извести. В результате образующиеся из алюминатов и силикатов щелочные алюмосиликаты остаются в осадке. Процесс оптимально протекает при 260-300°С и 3 МПа. Однако гидрохимический способ переработки нефелиносодержащего сырья требует большое количество щелочи, высокий расход тепла и повышенного водного баланса.
На пути к созданию экологичной и малоотходной металлургии зарубежными государствами был накоплен немалый опыт. В разных странах мира применяются различные методы утилизации и переработки отходов металлургии: в автодорожном и железнодорожном строительстве, в сельском хозяйстве в качестве удобрений, в строительной промышленности и других отраслях.
Несомненное лидерство в этом принадлежит Японии. При выплавке марганцевых сплавов образуется большое количество газов (700 м3/г углеродистого ферромарганца), часть которого (СО2) весьма эффективно (на 84%) используется в качестве источника тепла сушки сырых материалов, что позволяет сэкономить до 16 млн. т в год мазута. Доменный газ применяется для производства метанола, этанола, этиленгликоля, этилена, пропилена, уксусной кислоты, коксовый газ - в производстве метанола и аммиака.
Ярким примером использования безотходной технологии в нашей стране может служить Пикалевский глиноземный комбинат.
4.2 Топливно-энергетический комплекс
ТЭК - один из крупнейших загрязнителей окружающей среды твердыми, жидкими и пылевидными отходами, т. к. сам процесс производства тепловой или электрической энергии подразумевает сжигание органического топлива с неизбежным образованием токсичных компонентов. Кроме этого с отходами добычи и обогащения топлива теряется большое его количество.
Существует классификация на основе литологического состава отходов добычи и обогащения углей (Шпирт, 2000):
· Глинистые (> 50% глин);
· Песчаные (> 40% песчаника и кварцита);
· Карбонатные (> 20% карбонатов).
Кроме этого отходы различаются по физико-химическим и теплофизическим свойствам, по характеристике органического вещества и др.
Породы вскрыши, отличающиеся высоким содержанием минеральных веществ, могут быть использованы для энергетических целей после предварительного обогащения с получением кондиционного по зольности продукта. Породы вскрыши могут применяться как закладочный материал для рекультивации земель, а шахтные - для закладки шахтного пространства. Возможно применение даже без селективной обработки слагающих литологических разностей как сырье для производства пористых заполнителей для легких бетонов, керамических материалов, при строительстве дамб и других сооружений, кислотостойких мастик, в строительстве домов и дамб, в фильтровых установках (Равич и др., 1996).
Шахтные породы часто содержат большое число микроэлементов, необходимых для питания растений, поэтому могут применяться в качестве удобрений почв, разбалансировка которых происходит в результате интенсификации и химизации сельского хозяйства.
Отходы углеобогащения, содержащие большое количество горючей массы, могут быть подвергнуты дополнительному обогащению с получением кондиционного по зольности твердого топлива или непосредственно использованы для сжигания и газификации. Возможно сжигание высокозольных отходов углеобогащения в пылеватом состоянии на электростанциях, в том числе на крупных, при этом уменьшаются выбросы SOX и NOX в окружающую среду. В некоторых зарубежных странах нашли применение плазменные печи для переплавки легированных отходов и восстановительной плавки. Для этой цели разработаны и используются разнообразные генераторы плазмы и дуговые плазменные горелки разной мощности, где возможно восстановление руд отходами углеобогащения и выработка некоторого количества электроэнергии за счет отходящих газов.
В результате гравитационной сепарации некоторых углей можно определить высокозольные фракции, в которых содержатся ряд микроэлементов (Ag, As, Cd, Mn, Mo, Ni, Pb и другие) в 1.3 - 1.4 раза выше, чем в исходных углях. Бульшая часть микроэлементов может быть извлечена из продуктов термической обработки или обогащения твердого горючего.
С помощью биологических методов можно извлекать из углей и части угольных отходов пиритную и органическую серу, различные металлы (Mn, Ni, Co, Zn, Ca, Al, Cd) золу, кислород- и азотсодержащие соединения. Очистка угля может осуществляться за 6 суток на 93% при применении термофильных бактерий и 18 суток мезофильными бактериями.
В связи с грядущим в ближайшие десятилетия истощением запасов угля, нефти, природного газа возникла потребность поиска менее дорогих, но технологически более простых в переработке и использование. Важнейшим, в связи с этим, источником для восполнения энергобаланса, производства чистых энергосистем и многих, остро необходимых стране продуктов становятся горючие сланцы. Из сланцев можно получить (Шпирт, 2000): мазут, автомобильный бензин, газ для бытовых нужд, жидкое синтетическое топливо.
4.3 Химический комплекс
Из всех видов минерального сырья особое место занимают агрохимические фосфорсодержащие руды, от которых в значительной мере зависит плодородие почв, а с учетом истощения богатого фосфором сырья важнейшей проблемой является эффективное использование полезных компонентов недр и руды.
Значение фосфора в природе крайне важно. Минеральный фосфор входит в состав костной ткани позвоночных и наружных скелетов ракообразных и моллюсков. Фосфор присутствует в мягких тканях растений и животных. Фосфорсодержащие органические соединения обеспечивает превращение химической энергии в механическую энергию мышечных тканей. Этот элемент входит в состав нуклеиновых кислот, регулирующих наследственность и развитие организмов.
Производство фосфорных минеральных удобрений - главная сфера применения фосфатного сырья. Более полная выемка попутных полезных компонентов из фосфоритов и апатитов путем флотации, т.е. использовать различную плотность материалов относительно плотности воды.
Один из важнейших попутных компонентов апатитовых руд - нефелин.
Еще один минерал, имеющий большое значение и содержащийся в апатитовых рудах, - сфен. В состав данного соединения входит титан (CaTiSiO4(O, OH, F)), а диоксид титана - важный компонент при производстве лакокрасочных изделий. Перспективность сфена как сырья связана с большими запасами этого минерала в нашей стране (главным образом в Хибинах) и, с учетом комплексной переработки апатитовых руд, низкой себестоимостью содержащегося в них TiO2.
В настоящее время существуют различные технологические системы и способы переработки сфенового концентрата: хлорная; азотнокислая; сернокислая; спекание с поваренной солью, кремнефторидом, сульфатом аммония. Однако наиболее приемлемой является сернокислая технология, когда как другие методы очень сложны и не получили промышленного развития.
Оптимально сфеновый концентрат разлагается при использовании 50 - 55%-ой серной кислоты с расходом 1.5 т на 1 т концентрата и протекании процесса в течение 20-30 часов и в температурных условиях 130°С. В результате получается 1 т товарного TiO2 на каждые 4 т сфенового концентрата и 6 т серной кислоты (Равич и др., 1996).
В нашей стране и за рубежом проводятся работы по получению из горючих сланцев битумов, масляных антисептиков для древесины, ядохимикатов, серы, гипосульфита, бензола, лаков, клеев, дубителей, шлаковой ваты, матов для строительной индустрии, портландцемента и многого другого.
В химической промышленности также используются отходы производства диметилтереоргалата для синтеза алкидных полимеров. Отходы катализаторов производства мономеров используется в строительных лакокрасочных пигментах. Отходы гидроксилсодержащих соединений от производства ксилита идут на изготовление простых и сложных олигоэфиров - компонентов лакокрасочных материалов, отходы производства меланина - ПАВ-диспергаторов. Катализаторы алкинирования бензола изготавливаются из аллюминесодержащих отходов кабельной промышленности. Отходы производства капролактама - компоненты смазочных материалов или пластифицирующие добавки к бетонным смесям. Из катализаторов нефтепереработки выделяются металлические компоненты: Mo(SO4)3, VO5, тригидрит оксида алюминия, Ni-Mo концентрат и др. Возможно использование кислых гудронов для выработки из воды аммонийных солей, пригодных для использования, как в пресной воде, так и в морской. Кислые гудроны можно применять совместно с нефтяными шлаками в дорожном и коммунальном строительстве (Хмельницкий, 1995).
Заключение
Промышленность негативно воздействует на окружающую среду и биосферу.
При разработке новых ресурсосберегающих и экологичных технологических процессов, необходимо обезвреживание отходов на стадии вывода из технологического процесса. Целесообразно захоронение отходов в специально созданных хранилищах, где можно будет захоронить промышленные отходы для их использования в будущем.
Усилия зарубежных стран направлены, на предупреждение и минимизацию образования отходов, а затем на их рециркуляцию, вторичное использование и разработку эффективных методов окончательной переработки, обезвреживания и окончательного удаления.
Отходы производства подвергаются термическому обезвреживанию. Целесообразно применение жидкофазного окисления при первичной переработке отходов, гетерогенный катализ не используется как самостоятельный метод обезвреживания, а лишь как ступень в общем, технологическом цикле. Сухой пиролиз - процесс термического разложения без доступа кислорода. Этот метод термической обработки отходов обеспечивает их высокоэффективное обезвреживание и использование в качестве топлива и химического сырья.
Также разрабатываются малоотходные и безотходные технологии и методы комплексного использования отходов промышленности. Малоотходные и безотходные технологии ориентированы на отрасли народного хозяйства: производство и рациональное использование металлов, стройматериалов, древесины, полезных ископаемых. Комплексное использование сырья в металлургии - извлечение основных и сопутствующих элементов, утилизация отходов добыча, обогащения руд без нанесения урона окружающей среде. При производстве тепловой и электрической энергии происходит сжигание органического топлива с образованием токсических компонентов. Из всех типов минерального сырья особое место занимают агрохимические фосфорсодержащие руды, от них зависит плодородие почв.
Выводы
1. Промышленные отходы или отходы производства - это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства, а также образующиеся в процессе производства попутные вещества, не находящие применения.
Отходы промышленности бывают четырех видов:
Чрезвычайно - опасные
Высоко - опасные
Умеренно - опасные
Малоопасные
2. Основным способом утилизации отходов промышленности является термическое обезвреживание: жидкофазное окисление, гетерогенный катализ и пиролиз двух видов (окислительный и сухой), огневая переработка, переработка и обезвреживание отходов с применением плазмы.
Отходы производства складируются на наземные полигоны и специальных хранилищах.
Условия захоронения: а) Водонепроницаемость толщ и наличие над и под ними обильных водоносных толщ;
б) Полное исключение возникновения деформаций, способных сделать толщу водопроводящей;
в) Размещение вдали от населенных пунктов, территорий возможных появлений наводнений, селей, прорыва дамб и плотин, оседание земной поверхности в результате горных работ;
г) Наличие способов и средств, позволяющих при необходимости перекрыть выработки, через которые отходы будут подаваться в выработанные пространства.
3. Комплексное использования отходов промышленности - извлечение основных и сопутствующих элементов, утилизация отходов добычи, обогащения руд без нанесения урона окружающей среде.
Список литературы
1. Арустамов Э.А., Волощенко А.Е. Безопасность жизнедеятельности ч. - 1., 1998.
2. Арустамов Э.А., Волощенко А.Е., Платонов А.П. и др. Организация экологического контроля, надзора и управления в РФ. Лекция, 1997
3. Арустамов Э.А., Гуськов Г.В., Платонов А.П. Современный мир и его влияние на окружающую среду. Лекция, 1997
4. Багрянцев Г.И., Черников В.Е. Термическое обезвреживание и переработка промышленных и бытовых отходов // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.
5. Безотходная технология. М., Знание, 1993
6. Белов С.В. Охрана окружающей среды. Учеб. для студентов. М., 1997
7. Бернадинер М.Н., Шурыгин А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. М., Химия, 1990.
8. Вредные вещества в промышленности. Л., Химия, 1997
9. Гарин А.В. Экология для технических вузов. М., 2001
10. Гирусов Э.В. и др. Экология и экономика природопользования. Учеб. для вузов. М., 1998
11. Дмитриев В.И., Коршунов Н.Н., Соловьев Н.И. Термическое обезвреживание отходов хлорорганических производств // Химическая технология, 1996, №5
12. Закон РФ «Об особо охраняемых природных территориях» Российская газета от 22.03.1995
13. Крапивина С.А. Плазмохимические технологические процессы. Л., Химия, 1989
14. Лукашов В.П., Янковский А.И. Переработка и обезвреживание промышленных и бытовых отходов с применением низкотемпературной плазмы. // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.
15. Равич Б.М., Окладников В.П., Лыгач В.Н. и др. Комплексное использование сырья и отходов. М., Химия, 1998.
16. Системы стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов. М., 1998
17. Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления. М., 2003
18. Стадницкий Г.В., Яковлева О.И., Прохоров Б.В. Охрана природы. Учебник для техн. вузов. М., 1995
19. Хмельницкий А.Г. Использование вторичных материальных ресурсов в качестве сырья для промышленности // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.
20. Шпирт М.Л. Безотходные технологии. Утилизация отходов добычи и переработки твердых горючих ископаемых. М., Недра, 2000.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Типы бытовых отходов, проблема утилизации. Биологическая переработка промышленных отходов, отходов молочной промышленности. Отходы целлюлозно-бумажной промышленности. Переработка отходов после очистки воды. Переработка ила, биодеградация отходов.
курсовая работа [78,1 K], добавлен 13.11.2010Проблема утилизации отходов Уральских городов. Инвестиции и план развития завода по переработке твердых бытовых отходов (ТБО). Интервью у министра природных ресурсов. Проблемы переработки и утилизации промышленных отходов. Методы переработки отходов.
реферат [169,7 K], добавлен 02.11.2008Общая характеристика утилизации и вариантов использования отходов металлургического комплекса и химического производства в промышленности. Основные направления утилизации графитовой пыли. Оценка золошлаковых отходов как сырья для строительных материалов.
реферат [27,6 K], добавлен 27.05.2010Классификация твердых отходов. Объемы образования отходов в промышленности. Возможности и пределы утилизации отходов. Утилизация промышленных токсичных отходов. Полигоны для захоронения отходов. Технологическая схема работы полигона.
курсовая работа [82,3 K], добавлен 08.05.2003Современное состояние проблем экологической безопасности в области переработки отходов. Способы переработки радиоактивных, медицинских, промышленных и биологических отходов производства. Термическое обезвреживание токсичных промышленных отходов.
реферат [1,1 M], добавлен 26.05.2015Накопление отходов в результате деятельности человека. Способы и проблемы утилизации твердых бытовых отходов. Этапы складирования отходов, сжигания мусора, сливания отходов в водоёмы. Правила захоронения отходов. Функционирование полигонов захоронения.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 22.10.2015Условия, которые предъявляются к устройству полигонов для обезвреживания и захоронения промышленных отходов. Методика выбора и обоснования участка под полигон и рациональной технологической схемы обезвреживания и захоронения промышленных отходов.
реферат [724,9 K], добавлен 16.04.2015Характеристика и классификация отходов промышленности, методы их хранения. Использование хранилищ промышленных отходов и наземных полигоны. Термическое обезвреживание токсичных промышленных отходов: жидкофазное окисление, гетерогенный катализ, пиролиз.
реферат [29,5 K], добавлен 12.01.2015Проблемы утилизации отходов в России, пути их решения. Способы утилизации и переработки вторичного сырья. Переработка отходов за рубежом. Затраты на переработку отходов. Повышение экологической безопасности эксплуатации автомобильного транспорта.
курсовая работа [222,9 K], добавлен 22.01.2015Актуальность проблемы утилизации бытовых отходов. Определение, разновидности, норма накопления бытовых отходов. Принципы комплексного управления отходами (КУО). Системы сбора и промежуточного хранения отходов. Виды переработки и утилизации мусора.
курсовая работа [62,7 K], добавлен 21.11.2009
