Концепция полного использования сырья

Принципы создания природоохранных производств

Создание ресурсосберегающих технологических систем заклю­чается в определении основных технологических операций и ус­тановлении последовательности их проведения, выборе элемен­тов схемы и расчете параметров технологического режима отдель­ных элементов и всей системы в целом.

При проектировании производства первоначально необходи­мо определить место строительства. Это может быть новое произ­водство или реконструкция существующих технологических си­стем. В любом случае должна быть учтена имеющаяся инфраструк­тура района или предприятия.

Поэтому при разработке технологической схемы первоначаль­но выделяют условия, которые должны быть выполнены при про­ектировании и эксплуатации нового производства или реконст­рукции действующих предприятий. К ним относятся:

вид, качество и количество потребительского продукта, ко­торый необходимо произвести;

вид и состав исходного сырья;

ресурсы предприятия, на котором предполагается размеще­ние проектируемой технологической схемы.

В основу разработки ресурсосберегающей технологической си­стемы должны быть положены следующие концепции:

максимально полное использование сырья;

минимизация отходов или их применение в качестве вторич­ного сырья;

совершенствование систем очистки техногенных выбросов и Уменьшение антропогенной нагрузки на промышленные регионы.

Далее будут рассмотрены некоторые принципы и методы, при­меняемые при решении этих вопросов.

Способы обогащения и комплексного использования сырья будут изложены в последующих главах.

Уровень переработки сырья в технологических процессах ха­рактеризуется степенью конверсии. Чем выше этот показатель, тем большее количество сырья используется по целевому назна­чению.

В концепциях наиболее полного использования сырья (сырье­вая подсистема) можно выделить несколько основных направле­ний.

Выбор технологической схемы — одно из перспективных на­правлений.

Пример. При получении хлорвинила одним из исходных веществ яв­ляется этилен. Процесс можно проводить в две стадии: 1) хлорирование этилена с применением хлора; 2) пиролиз образовавшегося дихлорэта­на. Выход по этилену составляет 90%, а по хлору — 50%. В качестве отхода производства образуется хлорид водорода. Существует другой ва­риант проведения процесса в одну стадию. В этом случае хлорирование заменяют гидрохлорированием (вместо хлора применяют хлорид водо­рода). Степень использования этилена и хлора составляет 95 %.

При осуществлении одностадийного процесса происходит экономия сырья и значительно сокращается количество отходов.

Применение одного из реагирующих веществ в избытке смеща­ет равновесие обратимых реакций в сторону образования целево­го продукта и позволяет более полно использовать второй реагент. Обычно при реализации этого принципа в промышленности в реакционную смесь вводят избыток менее токсичного или менее ценного сырьевого компонента. Например, для увеличения степе­ни использования S0₂ в процессе получения серной кислоты при­меняют реакционную газовую смесь S0₂ и 0₂, содержащую избы­ток кислорода.

Использование метода противотока. Противоточное движе­ние фаз — известный способ для увеличения движущей силы. При этом возрастает и скорость процесса. Метод широко применяется в теплообменных процессах при организации схемы движения теплоносителей, а также в различных отраслях промышленности для увеличения скорости в гетерогенных системах, например при абсорбции.

Применение рециркуляционных процессов (см. рис. 3.1). Суще­ствует много процессов, в которых сырье не полностью перехо­дит в готовый продукт. В этом случае целесообразно готовый про- дукт отделять от непрореагировавшего сырья и возвращать в про­изводство. Таким образом, удается повысить степень использова­ния сырья.

Существует несколько разновидностей рециркуляционных про­цессов:

фракционный рецикл (см. поз. 7, рис. 3.1) предполагает выделе­ние непрореагировавшего сырья после завершения процесса и возвращение его на переработку;

регенерация с рециклом заключается в регенерации вспомога­тельного материала после его использования с последующим воз­вращением в процесс.

5. Утилизация отходов позволяет получить дополнительные полезные продукты из побочных продуктов или неиспользован­ного сырья. Одним из направлений в решении этого вопроса яв­ляется использование отходов других производств или поиск аль­тернативных источников для замены первичного сырья.

Например, относительная ограниченность запасов нефти обу­словливает разработку процессов получения других видов сырья для производства моторных топлив и исходных продуктов для орга­нического синтеза. Одним из таких методов является гидрогениза­ция угля до С0₂ и Н₂ с последующим каталитическим синтезом углеводородов.

Дата добавления: 2014-01-11