Курсовая работа: Утилізація хімічної промисловості

Розділ 2. Основні види відходів хімічної промисловості

Хімічна промисловість – комплексна галузь, що визначає, разом з машинобудуванням, рівень НТП, що забезпечує всі галузі народного господарства хімічними технологіями і матеріалами, зокрема новими, прогресивними і що проводить товари масового народного споживання.

Хімічна промисловість є однією з провідних галузей важкої індустрії, є науково-технічною і матеріальною базою хімізації народного господарства і грає виключно важливу роль в розвитку продуктивних сил, зміцненні обороноздатності держави і в забезпеченні життєвих потреб суспільства. Вона об'єднує цілий комплекс галузей виробництва, в яких переважають хімічні методи переробки предметів матеріалізованої праці (сировини, матеріалів), дозволяє вирішити технічні, технологічні і економічні проблеми, створювати нові матеріали з наперед заданими властивостями, замінювати метал в будівництві, машинобудуванні, підвищувати продуктивність і економити витрати суспільної праці. Хімічна промисловість включає виробництво декількох тисяч різних видів продукції, за кількістю яких поступається тільки машинобудуванню [27].

Значення хімічної промисловості виражається в прогресивній хімізації всього народногосподарського комплексу: розширюється виробництво цінних промислових продуктів; відбувається заміна дорогої і дефіцитної сировини дешевшим і поширенішим; проводиться комплексне використання сировини; уловлюються і утилізуються багато виробничих відходів, зокрема шкідливі в екологічному відношенні. На базі комплексного використання різноманітної сировини й утилізації виробничих відходів хімічна індустрія утворює складну систему зв'язків з багатьма галузями промисловості і комбінується з переробкою нафти, газу, вугілля, з чорною і кольоровою металургією, лісовою промисловістю. З таких поєднань складаються цілі промислові комплекси.

В основі виробничого процесу в хімічній промисловості найчастіше лежить перетворення молекулярної структури речовини. Продукцію цієї галузі народного господарства можна підрозділити на предмети виробничого призначення і предмети тривалого або короткочасного особистого користування [27].

Хімічна промисловість об'єднує багато спеціалізованих галузей, різнорідних за сировиною і призначенням продукції, що випускається, але схожих за технологією виробництва.

До складу сучасної хімічної промисловості України входять наступні галузі і підгалузі.

Галузі хімічної промисловості:

1)  гірничо-хімічна (видобуток і збагачення хімічної мінеральної сировини – фосфоритів, апатитів, калійних і кухонних солей, сірчаного колчедану);

2)  основна (неорганічна) хімія (виробництво неорганічних кислот, мінеральних солей, лугів, добрив, хімічних кормових засобів, хлору, аміаку, кальцинованої і каустичної соди);

3)  органічна хімія:

–  виробництво синтетичних барвників (вироблення органічних барвників, напівпродуктів, синтетичних дубителів);

–  виробництво синтетичних смол і пластичних мас;

–  виробництво штучних і синтетичних волокон і ниток;

4)  виробництво хімічних реактивів, особливо чистих речовин і каталізаторів;

–  фотохімічна (виробництво фотокіноплівки, магнітних стрічок та інших фотоматеріалів);

5)   лакофарбова (отримання білил, фарб, лаків, емалей, нітроемалей і т.п.);

6)  хіміко-фармацевтична (виробництво лікарських речовин і препаратів);

–  виробництво хімічних засобів захисту рослин;

7)  виробництво товарів побутової хімії;

–  виробництво пластмасових виробів, скловолокнистих матеріалів, склопластиків і виробів з них.

8)  мікробіологічна галузь.

Галузі нафтохімічної промисловості:

–  виробництво синтетичного каучуку;

–  виробництво продуктів основного органічного синтезу, включаючи нафтопродукти і технічний вуглець;

–  резиноазбестова (виробництво гумотехнічних, азбестових виробів) [27].

Крім того, на базі газів, що відходять, і побічних продуктів певна частина хімічної продукції виробляється в коксохімічній промисловості, кольоровій металургії, целюлозно-паперовій, деревообробній (лісохімія) та інших галузях. За технологічною ознакою до хімічної промисловості можна віднести виробництво цементу й інших в'яжучих, кераміки, фарфору, скла, ряду продуктів харчової, а також мікробіологічної промисловості.

Охорона навколишнього середовища і раціональне використання природних ресурсів відноситься до однієї з глобальних проблем сучасності. Хімічна і нафтохімічна промисловість є значним джерелом забруднення навколишнього середовища. За валовими викидами шкідливих речовин в атмосферу хімічний комплекс займає десяте місце серед галузей промисловості, за скиданням стічних вод у природні поверхневі водоймища – друге місце.

У 2002 році викиди хімічних підприємств в атмосферу склали 428 тис. тонн. Основними видами забруднювачів є (у % від загальної маси): оксид вуглецю (30%), леткі органічні сполуки (21%), діоксид сірки (14%), оксиди азоту (10%), оксиди вуглеводнів (9%) [29].

За рівнем використання водних ресурсів хімічна і нафтохімічна промисловість випереджає чорну і кольорову металургію, поступаючись лише електроенергетиці. Значна частина води використовується в технологічному процесі, що приводить до хімічного її забруднення. У 2002 році у водні басейни хімічними підприємствами скинуто 1660 млн. куб. метрів стічних вод.

У хімічному комплексі гостро стоїть проблема накопичення й утилізації виробничих відходів. Щорічно на підприємствах галузі утворюється близько 14,2 млн. тонн токсичних речовин (без урахування відходів 5 класу), з яких знешкоджується тільки близько 20 відсотків речовин. Типовими видами накопичуваних відходів 1 і 2 клас є ртуть, третього класу – нафтошлами, лігнін і ін., четвертого – фосфогіпс, піритові огарки.

Ліквідація відходів утруднена відсутністю рентабельних технологій їх переробки. Останніми роками використовується перспективна технологія утилізації дистилерної рідини содових виробництв з отриманням хлористого кальцію, хлористого натрію і будівельних матеріалів.

Важливо відзначити незавершеність кодифікування і класифікації відходів виробництва в хімічній і нафтохімічній промисловості. В даний час діє система класифікації, заснована на систематизації відходів за приналежністю до класів хімічних з'єднань, тоді як більшість відходів мають змішаний склад. Так, наприклад, хромовмісні відходи відносяться до першого і другого класу небезпеки.

Іншими проблемами в хімічному комплексі є також усунення ртутного забруднення навколишнього середовища, наявність незакладених пустот, що утворилися в результаті видобутку руди шахтним способом для виробництва калійних добрив [29].

Враховуючи надзвичайно велике значення роботи по оздоровленню екологічної обстановки, що проводиться підприємствами галузі, в умовах обмежених власних засобів, для підвищення її ефективності і досягнення необхідних масштабів, необхідно реалізувати заходи по наданню державної підтримки у вигляді надання підприємствам ряду пільг.

Досягнення екологічної безпеки в хімічному секторі передбачає вдосконалення нормативно-правової бази стосовно природоохоронної діяльності, а також створення державою умов і передумов для впровадження хімічними підприємствами ресурсозберігаючих і екологічно чистих технологій. Це дозволить мінімізувати негативну дію на навколишнє середовище і поліпшити екологічну обстановку в зоні дії підприємств хімічного комплексу.

Відповідно до єдиної державної політики в області екології, направленої на охорону навколишнього середовища і раціональне використання природних ресурсів, необхідно забезпечити:

–  зниження токсичних викидів забруднюючих речовин (аміак, хлор, ртуть і ін.) і відходів при збільшенні об'ємів виробництва за рахунок впровадження передових технологічних процесів, нового устаткування і матеріалів;

–  вироблення необхідних критеріїв оцінки збитку від забруднень хімічними речовинами;

–  безаварійну роботу устаткування хімічних підприємств, що дозволить уникнути надзвичайних ситуацій;

–  приведення вітчизняних правил і нормативів промислової безпеки до міжнародних стандартів;

–  реконструкцію водооборотного циклу на гірничо-збагачувальних підприємствах;

–  зниження навантаження на земельні площі від гірничодобувних і гірничо-збагачувальних підприємств (використання відходів збагачення для закладки виробленого простору, збільшення висоти хвостосховищ для збільшення їх місткості, використання розкришних гірських порід в якості вторинної мінеральної сировини, рекультивація об'єктів зберігання відходів і ін.);

–  вдосконалення системи управління охороною навколишнього середовища в галузі та її адаптація до міжнародних стандартів;

–  проведення екологічної експертизи проектної документації при введенні нових об'єктів;

–  встановлення правил і норм поводження з полімерними відходами;

–  підвищення екологічної культури працівників хімічної галузі [29].

Основою регулювання якості атмосферного повітря міських і сільських поселеннях є державні стандарти і технічні регламенти забруднюючих атмосферу хімічних і біологічних речовин, дотримання яких забезпечує відсутність прямого або непрямого впливу на здоров'я населення і умови його мешкання.

Підприємства хімічної промисловості є джерелами багатокомпонентних викидів в навколишнє середовище хімічних домішок (контамінантів) I – II – III – IV класів небезпеки (організовані технологічні викиди, вентиляційні викиди, відкриті майданчики з устаткуванням) [28].

Навантаження специфічними речовинами на атмосферне повітря, водоймища, ґрунт залежить від виду хімічних виробництв, їх потужності і ступеня зосередження.

В атмосферному повітрі міських поселень, разом з контамінантами, типовими для більшості міст (азоту оксид і діоксид, вуглецю оксид, сірки діоксид, формальдегід, сажа, зважені речовини), містяться специфічні для виду хімічної промисловості речовини (бензол, толуол, аміак, стирол, диметиламін, ацетон, 1, 3 бутадієн і т.д.).

Концентрації шкідливих хімічних домішок перевищують установлені гігієнічні нормативи в атмосфері житлової зони міських поселень від 1 до 5 разів.

У викидах хімічних підприємств переважають речовини дратівливої, нейротоксичної, гепатотропного, канцерогенної дії, а також такі, що викликають віддалені наслідки у потомства.

Рівні забруднення атмосферного повітря шкідливими речовинами, властивими викидам хімічних виробництв в житлових зонах міста залежать від їх відстані до СЗЗ хімічних підприємств.

Згідно з даними лабораторних спостережень за якістю атмосферного повітря, що проводиться органами держсанепідслужби концентрації шкідливих хімічних домішок у ряді випадків перевищують ГДК на відстані до 10 км від підприємства.

Середньорічні концентрації 0,6-0,05 ГДК виявляються на відстані до 30 км від промислових об'єктів.

Перевірка хімічних підприємств виявила, що ступінь уловлювання шкідливих речовин від джерел організованих викидів складає близько 92,0% [28].

Згідно з даними II етапу соціально-гігієнічного моніторингу хімічна промисловість відноситься до пріоритетних галузей.

До пріоритетних забруднювачів, специфічних для підприємств хімічної промисловості, відносяться: бензол, ксилол, толуол, меркаптан, 1, 3 бутадієн, акролеїн, анілін, ацетальдегід, ацетон, бензин, бутилацетат, дихлоретан, кислота сірчана, кислота соляна, нафталін, етилацетат.

Розділ 3. Проблема утилізації відходів хімічної промисловості

хімічний промисловість відходи утилізація

3.1 Використання осадів стічних вод хімічної промисловості

Хімічна промисловість споживає велику кількість води і є джерелом великотоннажних відходів стічних вод. Так, наприклад, при випуску 1 т кальцинованої соди утворюється 110 м3 стічної води, 1 т синтетичного каучуку – 250 м3 води, 1 т капронового волокна – всього 5600 м3 стоків. Із 780 різних видів осадів стічних вод лише 250 знаходять часткове застосування, інші викидаються у відвали, що завдають чималого збитку навколишньому середовищу. В той же час орієнтовні підрахунки показали, що з осадів стічних вод хімічної промисловості можна отримати додаткової продукції більше, ніж на 100 млн. грн. на рік [13, 143].

Отримання в'яжучих матеріалів з осадів стічних вод содового виробництва. Осади стічних вод содового виробництва (шлами) щорічно по країні утворюють мільйони тонн сухих відходів. Ці відходи дотепер використовуються мало, хоча містять багато корисних речовин. Так, наприклад, шламові відходи дестилерної рідини, які утворюються при виробництві соди аміачним методом, містять (%) [13, 143]:

Дослідження показали, що з цього шламу після термообробки можна приготувати в'яжучий будівельний матеріал, який можна використовувати замість вапна при отриманні цементу.

В інших дослідженнях було показано, що при спільному використанні шламу стічних вод содового виробництва і шлаків чорної металургії після роботи доменних і мартенівських печей можна отримати безклінкерні цементи.

Вказані напрямки у використанні осадів стічних вод содового виробництва дозволяють не тільки вивільнити дефіцитні матеріали – вапно і клінкерні цементи, але й суттєво зменшити небезпеку забруднення навколишнього середовища.

При виробництві соди аміачним методом на 1 т продукту виділяється 200‑250 кг шламових відходів при перерахунку на абсолютно суху речовину. Ці відходи після зневоднення піддаються випаленню при температурі 900-1000 °С. Після додавання кварцевого піску суміш розтирається в млині, перетворюючись таким чином на єднальний будівельний матеріал, який може успішно застосовуватися для приготування будівельних розчинів і деяких бетонів, а також для виробництва силікатної цеглини [13, 143].

Однією з умов отримання матеріалу хорошої якості є наявність хлоридів у відходах (у перерахунку на іони хлору) не більше 7%. В цьому випадку отримуваний матеріал за основними показниками відповідає вимогам ГОСТ 9179-77, що пред'являється до гідравлічного вапна.

Використання фосфогіпсу з відходів стічних вод хімічних заводів. Фосфогіпс відноситься до найбільш великотоннажних відходів хімічної промисловості. Він виділяється при отриманні фосфорної кислоти, екстракції, при сірчанокислотній переробці природних фосфоритів.

Фосфорна кислота – основа виробництва концентрованих і комплексних добрив. Масштаби цього виробництва безперервно ростуть. Разом із тим при виробленні 1 т фосфорної кислоти утворюється близько 5 т відходу фосфогіпсу. [13, 144]

Фосфогіпс утворюється також із екстракційної фосфорної кислоти при отриманні багатьох фтористих продуктів із фосфатних руд. Ці продукти у великих кількостях використовуються в чорній і кольоровій металургії, в хімічній, будівельній і скляній промисловості, в машинобудуванні, в ядерній енергетиці, а також для обробки питної води при нестачі в ній фтору.

Деяка кількість фосфогіпсу використовується в сільському господарстві як добриво і для хімічної меліорації солонцевих ґрунтів. Невелика його кількість використовується в цементній промисловості замість гіпсу, при цьому витрачається не більше 15% відходів, що утворюються.

Тим часом є можливість значно розширити масштаби використання фосфогіпсу у виробництві гіпсових в'яжучих матеріалів і виробів з них. З фосфогіпсу як основної сировини можна також отримувати сірчану кислоту, цемент, вапно.

Великий інтерес представляє спільна переробка фосфогіпсу з нефеліном. Тут з'являється можливість використовувати всі корисні елементи початкових продуктів для отримання висококонцентрованих добрив, а також цемент, поташ, соду.

На хімічному заводі виробництва подвійного суперфосфату останній виходить в результаті обробки апатиту сірчаною кислотою і промивання його для відокремлення фосфорної кислоти.

В результаті осадження виробничих стоків, згущування і сушки твердої фази виходить фосфогіпс, що є тонким порошком, в якому міститься близько 75% гіпсу (CaS04-2H20) і до 3% фосфорної кислоти. Кількість цих маловикористовуваних відходів стічних вод на окремих хімічних заводах вимірюється сотнями тисяч тонн і більше. Так, наприклад, на одному Уваровському хімічному заводі кількість абсолютно сухого фосфогіпсу в якості відходу досягає 300 тис. т на рік. Тут 80% фосфогіпсу передбачається переробляти на алебастр для будівельних потреб, а решту кількості використовувати як меліорант для поліпшення солонцюватих і солонцевих ґрунтів.

Страницы: 1, 2, 3