WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Технології конверсії отруйних відходів виробництва в нейтральні природні речовини - Реферат

Технології конверсії отруйних відходів виробництва в нейтральні природні речовини - Реферат

Реферат на тему:

Технології конверсії отруйних відходів виробництва в нейтральні природні речовини

Збереження земельних ресурсів

Земельні ресурси — це одне з найважливіших джерел забезпечення життєво необхідних потреб людства.

За даними міжнародної організації з питань продовольчого забезпечення (ФАО) у світі на кожну людину припадає близько 500 гектарів потенціально придатних для землеробства грунтів, але менше половини з них використовується за призначенням.

Індустріальна економіка й урбанізація суспільства не тільки безповоротно зменшують потенційні земельні ресурси планети, використовуючи їх для будівництва нових міст, заводів, залізничних і автомобільних доріг, водосховищ, судноплавних та іригаційних каналів, трубопроводів, а й пригнічує, чи навіть безпосередньо порушує структуру й родючість навколишніх, колись урожайних грунтів. Найбільшої шкоди щодо цього завдають гірничодобувні галузі промисловості. У місцях відкритих розробок знищуються рослинність, тваринний світ, плодючий грунт. Винесені на поверхню глибинні породи бувають не тільки біологічно стерильними й непридатними для рослин, а й токсичними, що утворюють мертві "індустріальні пустелі".

У США і СРСР площі "техногенних ландшафтів" у 80-ті роки становили мільйони га, а в деяких районах Європи — до 10% усієї земельної площі. Тільки за видобутку вугілля об'єм гірської породи, вилученої з надр Землі, за рік досягає 1 млрд m3. Такими "кубиками" можна оперезати нашу планету вздовж екватора кільцем завширшки 25m.

Припинення дальшого поширення районування й забруднення плодючих грунтів сьогодні є нагальною технологічною проблемою економіки. Найбільш поширеною технологією відновлення порушених земель є рекультивація. Але її ефективності можна досягти тільки за безпосереднього включення процесів рекультивації в єдину систему технології гірничодобувного виробництва як за місцем, так за часом.

За такої комплексної технології одночасно з розкривними роботами виконують відновлювальні роботи: заповнення відпрацьованих площ, з яких уже вилучено корисні копалини, пустою породою і оптимальне планування їх поверхні та покриття шаром родючого грунту, попередньо знятого і збереженого в спеціальних відвалах.

Завдяки рекультивації поступово відновлюється продуктивність земель і природна естетична споживна вартість ландшафту — його рекреаційне призначення.

Відвали пустої породи вугільних шахт, які традиційно створювали специфічний ландшафт димучих териконів, поступово стають придатними для сільськогосподарського використання і лісопосадок. Це досягається завдяки біотехнології формування гумусового шару на поверхні азотфіксуючими бактеріями, яких спеціально вирощують і вносять у грунт. Ріст рослин прискорюють додаванням комплексних добрив і оптимальним гідрорежимом. Хоча площі таких рекультивованих земель, зважаючи на великі витрати, ще незначні, саме ця технологія є прогресивною.

Нині спостереження за земельними ресурсами — літомоніторинг ведуться за допомогою авіаційної і космічної техніки, що уможливлює швидке виявлення джерел і шляхів глобальної міграції шкідливих відходів гірничодобувної промисловості.

Збереження чистоти повітря і води

Кислотні дощі, аерозолі, смог, фотохімічний туман — ці слова знайомі населенню багатьох індустріальних країн планети.

Ми вже торкались цієї проблеми в попередніх розділах посібника, розглядаючи її як глобальну, що потребує невідкладних активних дій на національному й міжнародному рівнях.

Тут ми розглянемо новітні технології знешкодження токсичних відходів промисловості. Одним із світових лідерів у розробці таких технологій є відома фірма Хальдор Торсе (Haldor Topsoe). Переваги її розробок над традиційними полягають у реалізації в нових технологіях принципу перетворення токсичних речовин відходів виробництва в нейтральні природні речовини безпосередньо за місцем їх утворення без будь-яких вторинних відходів. Саме цей принцип відповідає економіці ноосфери (див. 1.1.4). 1989 року фірма Хальдор Торсе здобула міжнародний приз "За чисту технологію" і її було запрошено для реалізації програми "Чиста технологія вугілля" за проектом Міністерства енергетики США.

На рис. 64 показано технологічну схему каталітичної конверсії SO2 у якісну товарну концентровану сірчану кислоту без будь-яких вторинних відходів. Гази з високою концентрацією SO2 утворюються за обпалювання сульфідних руд на металургійних заводах (див. 3.2.2), а також за спалювання вугілля на теплових електростанціях (див. 3.2.1) та на інших виробничих об'єктах.

За наведеною схемою відпрацьоване нагріте технологічне повітря чи топочний газ зі вмістом діоксиду сірки будь-якої концентрації повітродувкою 1 подається через теплообмінники 2 і 3 у реактор 4, де на каталізаторі з пентаоксиду диванадію (V2O5) і благородних металів відбувається екзотермічна реакція:

Нагрітий за рахунок тепла реакції до 500С газ з реактора 4 надходить знов у теплообмінник 3, де тепер віддає тепло газу, що надійде в реактор, і далі в башту 5, де SO3 реагує з молекулами води вологого повітря, утворюючи сірчану кислоту:

Рис. 64. Схема очищення повітря (газів) від діоксиду сірки:

1 — повітродувка; 2 і 3 — теплообмінники; 4 — реактор каталітичного перетворення SO2 на SO3; 5 — башта конденсації SO3 + H2O в товарну сірчану кислоту.

Поглинаючи надлишкові молекули води, кислота конденсується в концентровану товарну кислоту:

Усі наведені реакції екзотермічні, що забезпечує необхідний нагрів газів, які надходять до реактора, якщо концентрація SO2 в них буде не нижча за 2,5%. Для газів з нижчими концентраціями потрібен додатковий підігрів.

Отже, наведена технологія є високоефективною як з огляду на високий ступінь очистки газу, так і енергозбереження. Особливість технології — це брак утворення сірчанокислотного туману, характерного для такого роду процесів. За цією схемою відбувається конверсія і інших сірковмісних сполук (меркаптанів, сульфідкарбонілів).

На рис. 65 зображено технологічну схему знешкодження сірководню (H2S) з викидних газів коксових батарей і газифікаторів вугілля.

Технологія конверсії газу Н2S схожа з уже описаною для конверсії SO2. Але реакція окиснення H2S відбувається в 2 стадії з надзвичайно великим екзотермічним ефектом:

Рис. 65. Схема знешкодження H2S у повітрі (газах):

1 — конвертер H2S  SO3 + H2О; 2 — теплообмінник; 3 — система охолодження розплаву солей конвертера і генерації пари; 4 — башта конденсації SO3 + H2O в товарну сірчану кислоту; 5 — повітродувка; 6, 7 — насоси системи підвищення концентрації кислоти.

Наступні реакції гідратації SO3 і конденсації сірчаної кислоти відбуваються так само, як було вже описано.

Потік газу з Н2S легко простежити за схемою рис. 65, яка відрізняється від схеми рис. 64 для конверсії SO2 тим, що завдяки високому екзоефекту реакцій нема потреби підігрівати газ, що надходить до реактора. Навпаки, надлишкове тепло відводиться спеціальною охолоджуючою системою 3, де циркулює розплав солей (KNO3, NaNO3, NaNO2), який прокачують між трубками реактора 1 з каталізатором V2O5 і через теплообмінник охолодження газу 2. Тепло, відібране соляним розплавом з реактора 1 і теплообмінника 2, витрачається на отримання пари 3...4 at для технологічних потреб і обігрівання приміщень.

Loading...

 
 

Цікаве