Учебно-методический комплекс дисциплины «Безотходная технология» (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН государственный университет имени Шакарима города Семей
Документ СМК 3 уровня	УМКД	УМКД 042-18-10.1.40 /03-2014
УМКД Учебно-методические материалы по дисциплине «Безотходная технология»	Редакция № 1 от 01.01.2001 г.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС  ДИСЦИПЛИНЫ

«Безотходная технология»

для специальности 5В072000 – «Химическая технология неорганических веществ»

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Семей

2014

Содержание

1	Глоссарий	3
2	Лекции	4
3	Практические занятия	108
4	Самостоятельная работа обучающегося	137

1 Глоссарий

Безотходная технология - технология, обеспечивающая получение продукта при полном использовании исходного сырья и материалов. Безотходная технология включает: утилизацию выбросов, комплексное использование сырья, организацию производств с замкнутым циклом.

Безотходная технология - экологическая стратегия любого производства.

Безотходное производство - производство, в котором полностью используются не только основные сырьевые и энергетические ресурсы, но и попутно получаемые отходы производства, в результате чего снижается расход сырья и сводится к минимуму загрязнение окружающей среды. Безотходное производство может использовать отходы собственного производственного процесса, и отходы других производств.

Малоотходная технология - технология, позволяющая обойтись минимальными отходами.

Минеральное сырье - природные минеральные образования, извлеченные из недр земли в процессе эксплуатации месторождения полезных ископаемых. Минеральное сырье подразделяется:

- по видам промышленности: металлические, горнохимическое, горноиндустриальное, строительное, энергетическое сырье и т. д.;

- по фазовому составу: твердые, жидкие, газообразные;

- по полезным компонентам: породы, минералы, элементы;

- по юридическим и политико-экономическим требованиям: общераспространенные и необщераспространенные, находящиеся в федеральном и местном управлении, стратегические и пр.

Сырье - предметы труда, подвергшиеся ранее воздействию труда и предназначенные для дальнейшей переработки. Различают:

- первичное сырье: добытая руда, хлопок-сырец и т. д.;

- вторичное сырье - пришедшие в негодность готовые изделия: металлолом, макулатура и др.

2 Лекции

МИКРОМОДУЛЬ 1 «КОНЦЕПЦИЯ БЕЗОТХОДНЫХ и малоотходных ТЕХНОЛОГИЙ»

Лекция

Тема «Введение»

План

Основные цели, задачи и предмет курса. Актуальность и значимость малоотходных и безотходных технологий, их роль и место в концепции устойчивого развития биосферы. Опасность и экологическая безопасность в системе человек - окружающая среда - производство.

1. Краткое содержание дисциплины:

По мере развития современного производства с его масштаб­ностью и темпами роста все большую актуальность приобре­тают проблемы разработки и внедрения мало - и безотходных технологий.

Безотходная и малоотходная технология представляют собой одно из современных направлений развития промышленного производства. Возникновение этого направления обусловлено необходимостью предотвратить вредное воздействие отходов промышленности на окружающую среду. Безотходные производства подразумевают разработку таких технологических процессов, которые обеспечивают максимально возможную комплексную переработку сырья. Это позволяет, с одной стороны, наиболее эффективно использовать природные ресурсы, полностью перерабатывать образующиеся отходы в товарную продукцию, а с другой - снижать количество отходов и тем самым уменьшать их отрицательное влияние на экологические системы.

Безотходную и малоотходную технологию применяют во всех отраслях промышленности. Их развитие идет по следующим направлениям: разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов, уменьшающих количество отходов; разработка и внедрение методов и оборудования для переработки отходов в товарную продукцию; создание бессточных водооборотных систем, в которых осуществляется очистка воды; территориальное связывание предприятия так, чтобы отходы одного предприятия служили сырьем для другого предприятия.

Цель изучения дисциплины:

- познание общих закономерностей организации безотходного производства неорганических веществ (неорганических кислот, оснований, солей, удобрений и др.) с использованием химических, нефтехимических, горно-добывающих и металлургических отходов.

Основная задача изучения дисциплины:

-  изучение принципиально новых технологий с использованием автогенных процессов переработки минерального и вторичного сырья с извлечением сопутствующих ценных компонентов.

2 Проблема разработки и внедрения мало - и безотходных технологий в ряде  стран рассматривается как стратегическое направление рационального  использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

  «Безотходная технология представляет собой  такой  метод производства продукции,  при  котором  все  сырье и энергия используются  наиболее рационально и комплексно в цикле: сырьевые ресурсы -  производство - потребление - вторичные ресурсы, и любые воздействия на окружающую среду не нарушают  ее  нормального  функционирования».  Эта  формулировка  не  должна восприниматься абсолютно, т. е. не надо думать,  что  производство  возможно без отходов. Представить  себе  абсолютно  безотходное  производство  просто невозможно, такого и  в  природе  нет.  Однако отходы не должны нарушать нормальное функционирование природных систем.  Другими  словами,  мы  должны выработать критерии ненарушенного состояния  природы.  Создание безотходных производств  относится к  весьма сложному  и длительному  процессу, промежуточным  этапом  которого является  малоотходное производство. Под малоотходным производством следует понимать такое производство, результаты которого при  воздействии их на окружающую среду не превышают уровня, допустимого  санитарно-гигиеническими  нормами, т. е. ПДК. При этом  по техническим, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья и  материалов  может  переходить  в  отходы  и  направляться  на  длительное хранение или захоронение.

3 Химически опасные объекты (ХОО) – опасные производственные объекты (ОПО), на которых используют, производят, перерабатывают, хранят или транспортируют пожаро - и взрывоопасные и(или) опасные химические вещества, создающие реальную угрозу возникновения аварии.

В свою очередь крупнотоннажные ХОО (например, производство азотной кислоты, аммиачных удобрений, нефтепереработка) можно отнести к критически важным объектам (КВО) инфраструктуры, нарушение (или прекращение) функционирования которых приводит к потере управления, разрушению инфраструктуры, необратимому негативному изменению (или разрушению) экономики страны или ее субъекта.

Источниками техногенной опасности являются (Рис. 1.):

Крупнотоннажные непрерывно действующие установки; Периодические химико-технологические системы (в том числе химико-фармацевтические производства); Технологическое оборудование с сжиженными опасными химическими веществами емкостного и трубопроводного типов, расположенное на территории предприятий; Многоассортиментные химико-технологические системы.

Обеспечение безопасности химических производств должно проводиться с учетом специфики их как источников комбинированных негативных воздействий и комплексной техногенной опасности (взрыво-, пожаро-, химической, токсической и экологической), с целью обеспечения следующих видов безопасности: промышленной, экологической, химической.

Рис. 1. Химическое производство как источник опасности

Химическое производство рассматривается как объект техногенной опасности для человека и окружающей среды. Задачами обеспечения безопасности являются: оперативное управление безопасностью по локализации и ликвидации последствий аварий и оценке ущербов для населения и окружающей среды, принятие долгосрочных организационно-управляющих, технических и технологических решений, направленных на повышение безопасности химико-технологических процессов (ХТП) и производств на стадиях реконструкции и проектирования.

Для обеспечения экологической безопасности химических, нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств предложена структура производство–окружающая среда (Рис. 2).

Рис. 2. Анализ химического производства как источника загрязнения окружающей среды.

Источниками выбросов химического производства являются постоянно действующие дымовые трубы, вентиляционные выбросы цехов и установок и аварийные – емкости, хранилища, трубопроводы, на которых может производится разгерметизация или полное разрушение с выбросом опасного химического вещества (ОХВ).

При воздействии химического вещества на окружающую среду необходимо провести анализ качественных и количественных изменений в ней с целью выявления «слабых» мест в организации и оснащении химического производства и системы мониторинга. Например, в результате такого анализа можно выявить недостаток на предприятии средств индивидуальной защиты (СИЗ).

По результатам этого анализа на химическом, нефтехимическом и нефтеперерабатывающем производстве для защиты окружающей среды проводятся мероприятия представленные на рисунке 2 справа.