Отраслевые особенности промышленной экологии. Химическая промышленность

1. для суспензионных и эмульгированных примесей - отстаивание, флотация, фильтрация, осветление, центрифугирование (для грубодисперсных частиц); коагуляция, флотация, электрические методы осаждения (для мелкодисперсных и коллоидных частиц);
2. для очистки от неорганических соединений — дистилляция, ионообмен, обратный осмос, ультрафильтрация, реагентное осаждение, методы охлаждения, электрические методы;
3. для очистки от органических соединений — экстракция, абсорбция, флотация, ионообмен, реагентные методы (регенерационные); биохимическое окисление, жидкофазное окисление, парофазное окисление, озонирование, хлорирование, электрохимическое окисление (деструктивные методы);
4. для очистки от газов и паров - отдувка, нагрев, реагентные методы;
5. для уничтожения вредных веществ - термическое разложение.

Для очистки стоков воды химических производств, содержащих сложные органические соединения неприродного происхождения, используют методы биологической очистки.

4.3 Обезвреживание газообразных отходов

Очистка выбрасываемых в  атмосферу газов от органических примесей может быть достигнута их сжиганием при высоких температурах             (1200-1300 К), однако такой способ требует больших затрат первичного топлива, что особенно нерентабельно при обезвреживании газов с малым содержанием вредных веществ. В связи с этим получила применение каталитическая очистка, осуществляемая при более низкой температуре (до 600-700 К).

Каталитическая очистка от органических веществ основана на каталитическом окислении или восстановлении примесей. Активные компоненты катализаторов, используемых для очистки отходящих газов, можно разделить на три группы: благородные металлы; сплавы; оксидные системы. Они должны окислять более 90% (об.) СО и углеводородов в широком интервале температур (250—800 °С) в присутствии воды (-15%) и не должны отравляться соединениями серы. Наиболее распространены платиновые катализаторы вследствие способности ускорять самые различные реакции превращения органических соединений. Для обезвреживания газов используются и более дешевые катализаторы на основе оксидов неплатиновых металлов (Ni, Сu, Сr, Мn).

При абсорбционно-каталитической очистке загрязненный газ пропускают через абсорбционный аппарат. После завершения цикла абсорбции поглощенную примесь десорбируют, для чего насыщенный сорбент продувают нагретым воздухом. Выходящий газ направляют в реактор каталитической очистки. Очистка небольшого объема газа, содержащего большое количество примеси, — процесс более эффективный, нежели удаление малых количеств примеси из большого объема загрязненного газа.

 

 

5. ПЕРСПЕКТИВЫ  РЕШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ

Химическая промышленность отличается многообразием выпускаемой  продукции, применяемых технологий и видами сырья.

Из-за разнообразия технологических  процессов химическая промышленность является одной из самых трудных  для выработки общей стратегии  уменьшения объемов выбросов. Кроме  того, решение экологических проблем  в отрасли осложнено эксплуатацией  значительного числа морально и  физически устаревшего оборудования. Степень износа основных производственных фондов по химическому комплексу  в целом составляет 57,8%, а оборудования - 67,2% [8]. Одной из важных проблем является также нестабильное обеспечение предприятий отрасли базовыми видами сырья, особенно углеводородного (сжиженные газы, этан, природный газ).

Из общего количества отходов, которые образуются в химической и нефтехимической промышленности, около 30 % используются как вторичное  сырье или находят применение в других отраслях промышленности, 20% уничтожаются или сжигаются, остальные  складируются на свалках или промышленных полигонах[9].

Для улучшения экологической  ситуации в отрасли и повышения  эффективности мероприятий по охране окружающей среды необходимо следующее:

1. Строительство установок по переработке опасных отходов в регионах.
2. Использование современного оборудования.
3. Увеличение перспективных научных направлений отрасли.
4. Разработка программы рекультивации земель с целью выявления участков почв и подземных вод, загрязненных химическими предприятиями, и их восстановления и очистки.
5. Модернизация контроля загрязнения воды и воздуха на предприятиях.
6. Пересмотр существующих нормативов качества поверхностных вод и атмосферного воздуха и приведение их в соответствие с международными нормами.
7. Установление минимальных технологически обоснованных лимитов выброса для новых и модернизируемых установок.
8. Разработка учебных программ для повышения эффективности системы управления природоохранной деятельностью и управления опасными отходами на уровне предприятий.
9. Совершенствование систем очистки промышленных отходов.
10. Внедрение систем безотходного и малоотходного производств.
11. Увеличение инвестиционных ресурсов.

В 2008 г. Министерство промышленности разработало стратегию развития российской химической промышленности до 2015 г. В ней дана оценка сложившейся  в российской химии ситуации. При этом ставятся задачи развитие экспортного потенциала и внутреннего рынка химической продукции, увеличение объемов производства химического комплекса в 3-5 раз и приближения к уровню развитых стран по душевому производству основных химических продуктов.

Для реализации Стратегии  потребуется за счет всех источников финансирования по умеренно-оптимистическому варианту 4040,7 млрд. руб. Источники финансирования: собственные средства предприятий - около 60% и привлеченные средства - около 40%. Бюджетное финансирование прогнозируется в объеме 3,0 млрд. руб. за счет средств на научные исследования и разработки[10].

 

ВЫВОДЫ

1. Химическая промышленность – отрасль тяжелой индустрии. Она определяет развитие научно-технического прогресса, обеспечивает  все отрасли народного хозяйства химическими технологиями и материалами, в том числе новыми, прогрессивными, а также производит  товары массового народного потребления.
2. В качестве основного производства рассмотрено получение азотной кислоты из аммиака. Сырьем процесса служат синтетический аммиак, кислород воздуха и вода. Общая химическая схема процесса включает реакции:

• окисление аммиака кислородом воздуха.

Для более полного окисления  применяют катализаторы. В качестве них чаще всего используется платина  или её соединения. Процесс проводят в реакторах при повышенном давлении. Температура процесса – 850-900˚С.

• окисление оксида азота до диоксида азота.

Данная реакция может  протекать в трубопроводах, теплообменниках  и других аппаратах.  Окисление  идет с уменьшением объема и выделением большого количества тепла, поэтому  реакцию целесообразно проводить  при пониженной температуре и  повышенном давлении.

• поглощение водой с образованием азотной кислоты.

Процесс ведут в абсорбционной  колонне с противотоком жидкой и  газовой фаз. С понижением температуры  поглощение улучшается. Повышение давления также способствует повышению поглощения и увеличению концентрации образующейся кислоты.

3. Предприятия химической промышленности являются источниками многокомпонентных выбросов в окружающую среду химических примесей  I, II, III, IV классов опасности.

Предприятия химической промышленности выбрасывают в атмосферу углеводороды, фенолы, органические фториды и хлориды, карбоновые кислоты, альдегиды, органические соединения серы, хлора, фтора, азота, двуокись серы, сероводород, окислы азота, соляную кислоту, другие кислоты, соединения фтора, тяжелые металлы, карбиды и др.

Количественный и качественный состав загрязненных сточных вод  разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов. По составу сточные воды делят на группы, содержащие:

•       неорганические примеси (кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов

•       органические примеси (различные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы)

•       неорганические и органические загрязняющие примеси (неорганические кислоты, ионы тяжелых металлов, ПАВ, масла, красители, смолы).

Одним из наиболее многотоннажных твердых отходов химической промышленности является пиритный огарок, образующийся и производстве серной кислоты из пирита FeS.  Значительное количество твердых отходов образуется в производстве калийных удобрений из сильвинита (смеси хлоридов натрия и калия). В настоящее время на заводах калийных удобрений накоплены в избытке галитовые отходы. Другой из самых крупнотоннажных отходов химической промышленности - это фосфогипс, сбрасываемый предприятиями, вырабатывающими фосфорную кислоту и фосфорные удобрения.

Большие количества твердых  отходов сбрасывают предприятия  азотной промышленности, производства полимерных материалов и многие другие химические производства.

4. Основными направлениями предохранения окружающей среды от негативного воздействия отходов являются:

• собственно уменьшение отходов;

• получение из отходов полезных продуктов с возвратом последних в сферу производства или потребления;
• очистка отходящих потоков от примесей;
• обезвреживание токсичных отходов;
• захоронение отходов.

5. Для улучшения экологической ситуации в отрасли и повышения эффективности мероприятий по охране окружающей среды необходимо следующее:

1. Строительство установок по переработке опасных отходов в регионах.
2. Использование современного оборудования.
3. Увеличение перспективных научных направлений отрасли.
4. Модернизация контроля загрязнения воды и воздуха на предприятиях.
5. Пересмотр существующих нормативов качества поверхностных вод и атмосферного воздуха и приведение их в соответствие с международными нормами.
6. Установление минимальных технологически обоснованных лимитов выброса для новых и модернизируемых установок.
7. Разработка учебных программ для повышения эффективности системы управления природоохранной деятельностью и управления опасными отходами на уровне предприятий.
8. Совершенствование систем очистки промышленных отходов.
9. Внедрение систем безотходного и малоотходного производств.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бесков В.С. Общая химическая технология: Учебник для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 452 с.
2. Ксензенко В.И. Общая химическая технология и основы промышленной экологии: Учебник для вузов-М.: КолосС,2003. - 332 с.
3. Основы   химической   технологии. Под ред.  И.  П.  Мухленова.         4-е издание, переработанное и дополненное. -  М.: Высшая школа,  1991 . – 463 с.
4. Соколов Р.С. Химическая технология: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений: В 2т. 1 Т.- М.: Изд. Центр ВЛАДОС, 2003.- 134 с.
5. Майоров С.А., Седов Ю.А., Парахин Ю.А. Электрохимическая очистка сточных вод промышленных предприятий. [Электронный ресурс]. - 
6. URL: http://ecology.gu-unpk.ru.
7. Очистка сточных вод: [Электронный ресурс] // Очистные сооружения URL: http://ochistnye-sooruzheniya.ru/kanalizacziya.
8. Производственные сточные воды: [Электронный ресурс]. URL: http://www.mediana-eco.ru/information.
9. Пинаев В.Е. Состояние и проблемы использования промышленных твёрдых отходов в России [Электронный ресурс]. - 
10. URL: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/131.pdf.
11. Российский химпром и окружающая среда: [Электронный ресурс] // Новые химические технологии.  URL: http://www.newchemistry.ru.
12. Стратегия развития российской химической промышленности до    2015 г.: [Электронный ресурс] // Минпромторг России. URL: http://www.minpromtorg.gov.ru/ministry/strategic/sectoral/.