Д. И. Менделеев писал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье. Можно смело утверждать, что отходы одних отраслей являются потенциальными ресурсами для других. В связи с этим химия и химическая техноло


НазваниеД. И. Менделеев писал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье. Можно смело утверждать, что отходы одних отраслей являются потенциальными ресурсами для других. В связи с этим химия и химическая техноло
страница7/7
Дата публикации11.07.2013
Размер0.79 Mb.
ТипЛекция
userdocs.ru > География > Лекция
1   2   3   4   5   6   7

Вопросы к лекции №13:

1) Виды ВЭР.

2) Принцип работы рекуператора.

3) Что такое регенератор. Принцип его работы.

^ 4) Котел – утилизатор.

5) Принцип регенерации теплоты и энергии

Лекция 14. Основные принципы создания безотходных производств

Рассмотрим основные понятия, которые потребуется использо­вать при рассмотрении вопросов создания безотходных произ­водств.

^ Отходы производства - остатки сырья, материалов и полу­продуктов, образующиеся при получении заданной продукции, которые частично или полностью утратили свои качества и не соответствуют стандартам (техническим условиям). Эти остатки после соответствующей обработки могут быть использованы в сфере производства или потребления.

^ Отходы потребления - это непригодные для дальнейшего ис­пользования (по прямому назначению) изделия производствен­но-технического и бытового назначения (например, изношен­ные изделия из пластмасс и резины, вышедший из строя ша­мотный кирпич теплоизоляции печей и др.).

^ Побочные продукты образуются при физико-химической пе­реработке сырья наряду с основными продуктами производства, но не являются целью производственного процесса. Они в большинстве случаев бывают товарными, на них имеются ГОСТ, ТУ и утвержденные цены, их выпуск планируется. Чаще всего это содержащиеся в сырье компоненты, не используемые в данном производстве, или продукты, которые получаются при добыче или обогащении основного сырья; их принято называть попутными продуктами (например, попутный газ при добыче нефти).

^ Вторичные материальные ресурсы (ВМР) - совокупность отхо­дов производства и потребления, которые могут быть использо­ваны в качестве основного или вспомогательного материала для выпуска целевой продукции.

Между производством и окружающей средой до сих пор до­минирует открытый тип связи. Производственный процесс на­чинается с использования природных ресурсов и завершается превращением их в средства производства, предметы потребле­ния. За процессом производства следует процесс потребления, после чего использованные продукты выбрасываются.

Таким образом, открытая система базируется на принципе одноразового использования исходного материала природы.

Каждый раз производство начинается с использования некото­рых новых природных ресурсов, и каждый раз потребление за­канчивается выбросами отходов в окружающую среду. Как было показано выше, весьма небольшая часть природных ресурсов превращается в целевые продукты, большая часть их попадает в отходы.

Биосфера функционирует по принципу встроенности систем: каждая форма конструируется за счет деструкции других форм, составляя звено всеобщего кругооборота вещества в природе. Производственная деятельность вплоть до самого последнего времени строилась по другому принципу - максимальной экс­плуатации природных ресурсов и игнорирования проблемы де­струкции отходов производства и потребления. Этот путь был возможен лишь до тех пор, пока масштабы отходов не превышали границ способности экологических систем к самовосста­новлению.

Таким образом, назрела необходимость перехода к принци­пиально новой форме связи между производством и окружаю­щей средой - к замкнутым системам производства, предпола­гающим возможно большую встроенность производственных процессов во всеобщий круговорот вещества в природе.

При замкнутой системе производство строится, опираясь на следующие фундаментальные принципы:

1) возможно более полное использование исходного природ­ного вещества;

2) возможно более полное использование отходов производ­ства и потребления (регенерация отходов и превращение их в исходное сырье для последующих ступеней производства);

3) создание конечных продуктов производства с такими свойствами, чтобы используемые отходы производства и по­требления могли быть ассимилированы экологическими систе­мами.

Сложившееся сегодня положение в области ресурсопотребле­ния и масштабы промышленных выбросов позволяют сделать вывод о том, что имеется только один путь решения проблемы оптимального потребления природных ресурсов и охраны окру­жающей среды - создание экологически безвредных технологи­ческих процессов, или безотходных, а на первое время - мало­отходных. Это единственный способ, подсказанный самой при­родой.

В ноябре 1979 г. в Женеве на совещании по охране окружающей среды в рамках Организации Объединенных Наций (ООН) была принята "Декларация о малоотходной и безотход­ной технологии и использовании отходов". В соответствии с Декларацией под безотходной технологией понимается такой принцип функционирования промышленности и сельского хо­зяйства региона, отрасли, а также отдельных производств, при котором рационально используются все компоненты сырья и энергия в цикле и не нарушается экологическое равновесие:



Под малоотходным производством понимают такое производ­ство, вредные последствия деятельности которого не превышают уровня, допустимого санитарными нормами, но по техниче­ским, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья и материалов переходит в отходы и направляется на длительное хранение.

Конечно, концепция безотходной технологии в некоторой степени носит условный характер. Под безотходной технологией понимается теоретический предел, идеальная модель производ­ства, которая в большинстве случаев может быть реализована не в полной мере, а лишь частично (отсюда и малоотходная техно­логия), но с развитием технического прогресса - со все боль­шим приближением. Технологические процессы с минималь­ными выбросами, при которых способность природы к само­очищению в достаточной степени может предотвратить возник­новение необратимых экологических изменений, называют иногда "экологической технологией", "малоотходными процес­сами", "безвредной технологией". Однако название "безотход­ная технология" получило наибольшее распространение. Связь биосферы и техногенной деятельности человека показаны на рис. 14.

Стратегия безотходной технологии исходит из того, что не­используемые отходы производства являются одновременно не полностью использованными природными ресурсами и источ­ником загрязнения окружающей среды. Снижение удельного выхода неиспользуемых отходов в расчете на товарный продукт технологии позволит произвести больше продукции из того же количества сырья и явится вместе с тем действенной мерой по охране окружающей среды.

Биосфера дает нам природные ресурсы, из которых в сфере производства получаются конечные продукты, при этом образу-


Рис.14 Связь биосферы и техногенной деятельности человека

ются отходы. Продукты используются либо в сфере производ­ства, либо в сфере потребления, и вновь образуются отходы. Под отходами понимаются вещества, не обладающие на первых порах потребительской ценностью. Во многих случаях при не­обходимости после соответствующей обработки они могут быть использованы как вторичное сырье (вторичные материальные ресурсы) или как вторичные носители энергии (вторичные энергоресурсы). Если по техническим или технологическим причинам невозможно или экономически невыгодно перераба­тывать отходы, то их необходимо выводить в биосферу таким образом, чтобы по возможности не наносить вреда естественной окружающей среде.

Можно составить следующий баланс по сферам производства и потребления, исходя из закона сохранения материи:



где R - расход природных ресурсов, кг/с, A - масса образующихся отходов в сферах производства и потребления, кг/с, φm - средний коэффициент использования отходов, кг/кг; S - масса веществ, накапливающихся в сферах произ­водства и потребления вследствие постоянного роста производства, кг/с.

Анализ балансового уравнения показывает, что снижение удельного количества неиспользуемых отходов производства A(1 - φm) и тем самым удельного расхода природных ресурсов R возможно:

1) за счет уменьшения удельного выхода отходов производства А;

2)за счет повышения коэффициента использования отходов φm.

Выбор одного из путей зависит как от технологических воз­можностей, так и от экономических условий. Первичная цель безотходной технологии - настолько уменьшить выводимый в единицу времени в биосферу поток массы неиспользованных отходов, чтобы сохранялось естественное равновесие биосферы и обеспечивалось сохранение основных природных ресурсов.

В создании безотходной технологии определились следующие четыре принципа:

1)разработка и внедрение различных бессточных технологи­ческих схем и водооборотных циклов на базе эффективных ме­тодов очистки;

2)разработка и внедрение принципиально новых технологи­ческих процессов, исключающих образование любых видов от­ходов;

3) создание территориально-промышленных комплексов, т. е. экономических районов, в которых реализована замкнутая си­стема материальных потоков сырья и отходов внутри комплекса;

4)широкое использование отходов в качестве вторичных ма­териальных и энергетических ресурсов.

Анализ существующей ситуации, расчеты и прогнозы на бу­дущее убедительно показывают, что реализация безотходных производств во всех отраслях промышленности возможна при условии активного использования достижений науки и техники, и в первую очередь химической технологии.

Особенность химической технологии состоит в том, что она способна превратить в ресурсы не только свои собственные от­ходы, но и отходы других производств. В связи с этим химия и химическая технология способствуют решению таких коренных проблем охраны природы, как комплексное использование сырья и утилизация отходов, обезвреживание производственных выбросов. В качестве примера можно указать на межотраслевую роль методов химической технологии в решении экологических проблем теплоэнергетики. Выше были приведены масштабы выбросов диоксида серы и оксидов азота тепловыми электро­станциями и ТЭЦ. Для очистки дымовых газов от этих вредных компонентов применяют различные физико-химические спосо­бы, в том числе сухие с использованием сорбентов и мокрые с применением водных растворов щелочей и аммиака. Разработа­ны способы очистки с одновременным получением минеральных удобрений нитратов и сульфатов аммония.

В промышленности широкое распространение получили ка­талитические генераторы тепла (КГТ), в которых сжигание ор­ганического топлива (газ, мазут) осуществляют на катализато­рах. Использование этого приема химической технологии в теп­лоэнергетике позволяет интенсифицировать процесс горения топлива, снизить металлоемкость оборудования, приблизить избыток воздуха к стехиометрическому и в сотни раз сократить выбросы оксидов азота с продуктами сгорания.

Методы химической технологии положены в основу многих безотходных технологий, разрабатываемых в металлургической промышленности, в производстве строительных материалов и других материалоемких отраслях народного хозяйства.
^ Вопросы к лекции № 14:

1) Что такое отходы потребления?

2) Дайте определение отходам производства.

3) Вторичные материальные ресурсы.

4) Принципы замкнутой системы производства.

^ 5) Принципы создания безотходной технологии.


Лекция 15. Экономическая эффективность безотходных производств

При проектировании химического производства практический интерес представляет сравнение безотходной технологической схемы с традиционной схемой получения данного продукта. Для проведения такого анализа составляются эталонные проекты, предназначенные для выработки и планирования технической политики в области создания безотходной технологии. Понятие “эталонный проект” подразумевает такую совокупность техно­логических стадий в цикле “ресурсы - производство - потреб­ление – ресурсы”, при которой обеспечивается замкнутое дви­жение материальных и энергетических потоков.

В качестве показателей выбирают критерии, имеющие эко­номическую значимость: общее или удельное количество отхо­дов; взаимодействие соединений, входящих в состав отходов, с элементами биосферы; распространение и трансформирование отходов и т. д.

Эталонный проект создается не для отдельных предприятии и отраслей, а для наиболее важных видов продукции: минераль­ных удобрений, кальцинированной соды, пластмасс, мономеров и т. д. В этом состоит его особенность по сравнению с обычным проектированием.

При составлении эталонного проекта используют наиболее совершенные технологические схемы получения той или иной продукции. Переработка отходов, как вновь образующихся, так и накопленных, должна осуществляться также с помощью наи­более совершенных технологических процессов, не дающих вто­ричных локальных циклов, усложняющих структуру общего цикла “ресурсы - производство - потребление – ресурсы”.

При экономической оценке цикла имеет значение определе­ние стоимости отходов, так как от этого зависит стоимость про­дукции, получаемой при их переработке.

При оценке экономической эффективности безотходных производств используют сложный критерий, каждый составной
Таблица 9. Эффективность капитальных вложений в безотходное производство



производства на народное хозяйство в целом.

Абсолютная экономическая эффективность η безотходного производства определяется по уравнению



где ΣiЭi, = Э1 + Э2 + Э3 + Э4 + Э5 - сумма всех эффектов безотходного произ­водства (Э1 - эффект производства конечной продукции, полученной при внедрении безотходного производства, а также более полного использования исходного сырья, Э2 - эффект потребления конечной продукции, полученной при внедрении безотходного сырья, Э3 - экономия затрат на разведку, добычу и транспортирование отдельных ресурсов, Э4 эффект комплексного развития региона, Э5 - внешнеторговый эффект, учитываемый при сокращении импорта или росте экспорта сырья, продуктов его переработки, конечного продукта); У - размер ущерба от загрязнения окружающей среды отходами производства и потребления; Зп - полные затраты на безотходное производство.

При наличии нескольких вариантов безотходного производ­ства должен быть выработан вариант с максимальным коэффи­циентом абсолютной экономической эффективности при рав­ных затратах.

Рассмотрим эффективность капитальных вложений в безот­ходное производство одного из химических продуктов (табл. 9). Расход исходного сырья во всех вариантах принят одинаковым.

Из сравнения показателей видно, что коэффициент исполь­зования сырья и исходных продуктов возрастает от 0,80 в пер­вом варианте до 0,95 в четвертом. В качестве коэффициента использования здесь принято отношение массы готового про­дукта к массе сырья и исходных продуктов. Текущие затраты на получение продукции возрастают незначительно, однако капи­тальные затраты увеличиваются на 75%.

Внедрение малоотходного производства увеличивает выход готовой продукции во втором варианте на 5%, в четвертом - на 17%. Выброс токсичных веществ значительно сокращается, со­ответственно снижается и экономический ущерб от выбросов в окружающую среду. Дополнительная продукция, произведенная в результате более полного использования исходного сырья, создает эффекты от ее потребления и сокращения затрат на до­бычу сырья.

Эффективность капитальных вложений в безотходные произ­водства Э определялась по уравнению

Э = (Ц – С)/К,

где Ц - цена продукции; С - себестоимость продукции (текущие затраты); К капитальные затраты по одному из вариантов.

Из сравнения вариантов видно, что по мере повышения сте­пени извлечения ценных компонентов из исходного сырья, уменьшения выбросов в окружающую среду, снижения ущерба абсолютная экономическая эффективность рассматриваемых производств с позиций отрасли, предприятия снижается. Со­гласно существующей методике расчета, из рассматриваемых вариантов для отрасли наилучшим будет первый, так как у него наивысший коэффициент эффективности Экп = 0,27. С позиций народного хозяйства наиболее предпочтителен третий вариант (Энх = 0,109).
^ Вопросы к лекции № 15:

1)Что такое «эталонный проект?

2) Как определяется абсолютная экономическая эффективность?

3)Как определяется эффективность капитальных вложений в безотходные производства?
Литература

  1. Ягодин Г.А., Третьякова Л.Г. Химическая технология и охрана окружающей среды. – М.: Знание, 1984. – 64 с.

  2. Семенова И.В. Промышленная экология: учеб.пособие для студентов высш.учеб.заведений / И.В.Семенова. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 528с

  3. Зайцев В.А. Промышленная экология: учеб.пособие . – М.: Изд –во РХТУ им. Д.И.Менделеева, 1998

  4. Муканов Д. Металлургия Казахстана: состояние, инновационный потенциал, тренд развития. – Алматы, 2005. – 290 с.

  5. С.Т.Такежанов, К.З.Куанышева, Ж.С. Такежанов Новые технологии – комплексному сырью. 50 лет первому свинцу УКСЦК. – Алматы, 2002. – 416с.
1   2   3   4   5   6   7

Похожие:

Д. И. Менделеев писал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье. Можно смело утверждать, что отходы одних отраслей являются потенциальными ресурсами для других. В связи с этим химия и химическая техноло icon«Биологическая химия»
Предмет биологической химии, ее значение для биологии, медицины, ветеринарии, сельскохозяйственного производства, ветеринарной биотехнологии...
Д. И. Менделеев писал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье. Можно смело утверждать, что отходы одних отраслей являются потенциальными ресурсами для других. В связи с этим химия и химическая техноло iconЗаявление
Прошу допустить меня к сдаче вступительных экзаменов для поступления в магистратуру по направлению «Химия», программе «Химия высокомолекулярных...
Д. И. Менделеев писал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье. Можно смело утверждать, что отходы одних отраслей являются потенциальными ресурсами для других. В связи с этим химия и химическая техноло iconМожно без сомнения утверждать, что XX век самый поучительный из всех, до него бывших. Почему?
Можно без сомнения утверждать, что XX век самый поучительный из всех, до него бывших. Почему? Он дал наиболее убедительные и объективные...
Д. И. Менделеев писал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье. Можно смело утверждать, что отходы одних отраслей являются потенциальными ресурсами для других. В связи с этим химия и химическая техноло iconЛекция 18. Тема: правовые требования по обезвреживанию и утилизации отходов
Особенности правового регулирования отношений собственности на отходы и управления в сфере обращения с отходами. Правовое регулирование...
Д. И. Менделеев писал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье. Можно смело утверждать, что отходы одних отраслей являются потенциальными ресурсами для других. В связи с этим химия и химическая техноло iconКнига Общества Процветания
Самым трудным для понимания является то, что все чудеса, описанные в Книге, являются ни метафорой, ни символом, ни художественным...
Д. И. Менделеев писал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье. Можно смело утверждать, что отходы одних отраслей являются потенциальными ресурсами для других. В связи с этим химия и химическая техноло iconПрофессор: Бог хороший?
Профессор: Исходя из полученных выводов, наука может утверждать, что Бога нет. Ты можешь что-то противопоставить этому?
Д. И. Менделеев писал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье. Можно смело утверждать, что отходы одних отраслей являются потенциальными ресурсами для других. В связи с этим химия и химическая техноло iconВопросы к зачету по дисциплине «Химия»
Понятие о материи и веществе. Предмет химии. Роль химии в развитии машиностроения
Д. И. Менделеев писал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье. Можно смело утверждать, что отходы одних отраслей являются потенциальными ресурсами для других. В связи с этим химия и химическая техноло iconСреди людей есть такой, который покупает праздные речи, чтобы сбивать...
Один из лучших знатоков Корана и сподвижник пророка Ибн ‘Аббас сказал:“Этот аят ниспослан о песнях и о том, что связано с этим”....
Д. И. Менделеев писал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье. Можно смело утверждать, что отходы одних отраслей являются потенциальными ресурсами для других. В связи с этим химия и химическая техноло iconЗона-странное место и каждый человек воспринимает её по-разному....
Зона-странное место и каждый человек воспринимает её по-разному. Для одних это место развлечения и лёгкой наживы,для других место...
Д. И. Менделеев писал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье. Можно смело утверждать, что отходы одних отраслей являются потенциальными ресурсами для других. В связи с этим химия и химическая техноло iconО том, что такое государство
Соответственно общение, естественным путем возникшее для удовлетворения повседневных надобностей, есть семья; про членов такой семьи...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница